Металлы и человек, стр. 25
Охлаждающая вода… Она уносит из стен доменной печи огромное количество тепла. Ее используют для отопления квартир, парников, снабжения бань и прачечных, для агротеплофикации — подземного полива теплой водой огородных культур, что в ряде случаев вдвое и втрое увеличивает урожаи.
Доменный газ… Более 5 млн. куб. м этого газа дает ежегодно домна. Правда, он не очень энергоемкое горючее — в каждом кубическом метре его содержится всего 850—1000 килокалорий, но и это вполне применимо в целом ряде случаев. Но прежде доменный газ надо очистить.
Есть много способов очистки доменного газа от увлеченной им из шихты пыли, содержание которой иногда достигает до 100 граммов в каждом кубическом метре газа. Обычно грубая первичная очистка производится в инерционных пылеуловителях, чаще называемых циклонами. Струям газа в них придают спиральное движение, заставляют быстро менять направление движения. И центробежная сила, возникающая при этом, выбрасывает частицы пыли из газового потока. Содержание пыли в газе, прошедшем эти аппараты, понижается до 2–5 граммов на кубический метр. Дальнейшая очистка осуществляется в скруберах, где газ течет между увлажненными поверхностями или вообще сквозь струи воды, на которых оседают частицы пыли. Сверхчистую очистку производят в электрофильтрах или дезинтеграторах. В электрофильтрах частицы пыли, попадая в сильное электрическое поле, заряжаются и осаждаются на одном из электродов. Дезинтеграторы очищают газ от пыли мощным потоком распыливаемых вентилятором брызг. Прошедший окончательную очистку газ содержит в себе не больше пыли, чем воздух в вашей комнате.
Вся отделившаяся в газоочистителях пыль используется на агломерационных фабриках.
Мы уже знакомы с использованием доменного газа. Это он спекает рудную пыль на агломерационных фабриках, нагревает кирпичную кладку воздухонагревателей — кауперов. Он работает и в коксовальных печах, производя сухую перегонку каменного угля. Но ему находится на металлургическом комбинате немало и другой работы. В смеси с коксовым газом он сгорает в мартеновских и нагревательных печах, приводит в движение газовые турбины воздуходувок и электрогенераторов и т. д.
Доменные шлаки… Мы назвали их в начале главы драгоценными, и это так и есть.
Бесчисленны применения бывшего отброса.
Шлак мы получаем уже в расплавленном виде. Это горная порода, подобная лаве. Из нее сразу же можно делать отливки — брусчатку для мощения дорог, кислотостойкие облицовочные плиты, трубы. И это почти даром, без всякой дополнительной затраты топлива, только подставить под струю шлака форму, а затем извлечь из нее отливку.
Из доменных шлаков можно изготовлять отличные цементы. Для этого надо шлак — его берут процентов 70–85 — размолоть вместе с цементным клинкером. Получаемый продукт имеет высокую стойкость против действия минерализационных вод и низкое тепловыделение при твердении. Он дешевле обычного цемента, а может применяться везде, где применяется обычный цемент: и в плотинах гидростанций, и в железобетонных стенах сборных домов. Это отличный строительный материал Один из тех материалов, в которых как раз особенно нуждается сейчас наша страна.
Немногие, наверное, из неспециалистов слышали о шлаковой вате. А между тем это отличный теплоизоляционный материал, выдерживающий нагрев до 600 градусов. Изготовление ее крайне несложно: струю шлака разбивают потоком воздуха, и он застывает тонкими и длинными спутанными нитями.
А шлакобетон, шлаковая пемза, щебень — все это тоже может быть получено из шлака.
Колыбелью стали называют иногда мартеновскую печь.
Но, увы, еще очень и очень во многих местах с приставкой «шлако» используют только слово «удаление». Шлаки выливают из доменной печи в ковши емкостью в 20–25 тонн и отвозят на свалку. Чтобы шлак размельчить, его выливают вместе со струей воды: стремительно остывая, он трескается на мелкие кусочки. И растут горы драгоценных шлаков рядом с некоторыми металлургическими комбинатами…
Вот что сказал о шлаках академик И. П. Бардин:
«Шлаки — это огненно-жидкий материал, искусственно получаемый при расплавлении металлических руд. Он подобен материалу, который сама природа „изготовляла“ в давние времена, извергая из недр земли огненные вулканические породы.
Шлаки — это вовсе не отход, как привыкли считать их в течение столетий и как „по инерции“ считают еще и сейчас консервативные и нерадивые хозяйственники.
Шлаки — это сотни миллионов рублей, это тысячи новых домов, это база для дальнейшего строительства!»
Во многих странах, например в Германской Демократической Республике, весь получаемый шлак сразу же направляется на расположенные рядом цементные заводы. И металлургические комбинаты выдают, помимо чугуна, почти такое же по весу количество лишь немногим менее важного, чем чугун, материала — цемента.
В нашей стране почти половина доменных шлаков — более 20 млн. тонн! — и поныне не используется.
…Если увидите, как электровоз или паровоз вывозит на свалку ковши со шлаком, знайте: вы явились свидетелем преступления.
Мы рассказали о судьбах всех продуктов, вырабатываемых в вулканических недрах доменной печи, кроме главного — чугуна.
Вот рабочие проделали первое крохотное отверстие в глиняной летке, и первая тонкая, раскаленная добела струйка расплавленного металла побежала через него. Вот она выросла в ручеек, а затем и в целый пышащий жаром поток. Он сбегает по литейной канавке прямо в ковш, привезенный паровозом.
Чугун идет!
Нет, давно уже не растекается чугун на наших передовых заводах по сделанным в земле канавкам в формы. Его сразу увозят в жидком виде на переделку в сталь.
Чугун идет!
Это новые комбайны и автомобили, рельсы железных дорог и перемахнувшие через реки пролеты мостов, каркасы фабричных цехов и тонкие часовые механизмы.
Чугун идет!
Но долог еще путь этого огненного потока до того совершенного изделия, которое будет служить человеку…
Превращение в сталь
Когда-то железо выплавляли в небольших горнах. Оно получалось мягким, почти не содержащим углерода. Закалялось оно обычно очень плохо.
Росли потребности в металле, росли и печи для их выплавки. Уже в середине XIII века нашей эры в Европе появились шахтные печи. В России их несколько позже назвали домницами. Это уже довольно высокие башни, в которых и осуществлялась выплавка металла.
И тогда-то произошло неожиданное. Металл, выплавляемый в таких домницах, оказался никуда не годным. Он не ковался, был хрупким. Его считали безнадежно испорченным. Это был чугун. В переводе с английского это слово означает «свинское железо». Да и по-русски чугунные отливки нередко называют чушками.
Значительно позже научились выплавлять из чугуна сталь.
Для неспециалиста чугун и сталь совершенно разные металлы. Действительно, чугун — это неуклюжие, громоздкие станины тяжелых станков, неповоротливые катки асфальтоукладчиков, черные сковороды и чугуны домашних хозяек, а сталь — это кружевные переплеты железнодорожных мостов, упругая пружина механизма наручных часов, звонкие буры и сверла, не боящиеся ударов молоты и зубила, вибрирующие от напряжения механизмы станков. Все, что делается из чугуна, можно сделать из стали, и будет не хуже, а лучше.
Поэтому большая часть чугуна идет на переделку в сталь. Суть этой переделки ясна: надо удалить из чугуна избыток углерода, снизить его содержание в металле с 4–5 процентов до долей процента. Но как это сделать? Как извлечь из толщи расплавленного чугуна таящиеся между молекулами железа молекулы углерода?
Это чаще всего осуществляется в мартеновских печах.
Мартеновская печь напоминает снаружи огромный железный ящик. Внутри он выложен огнеупорным кирпичом. Весь этот ящик, вмещающий 300, 350, а то и 500 тонн металла, нередко делают способным наклоняться, поворачиваясь на огромных опорах вокруг горизонтальной оси.