Краткая история печей

Введение

Курс высокотемпературные теплотехнологические установки включает в себя следующие разделы:

§ Классификация печей и общая схема устройства печей;

§ материальный и тепловой баланс печей;

§ используемые топлива и и способы их смешения в печах;

§ внутренний и внешний теплообмен в печах;

§ материалы для строительства печей;

§ назначение, общее устройство, принцип действия, тепловой баланс, особенности работы и вопросы энергосбережения наиболее широко используемых типов печей (обжиговых, нагревательных, плавильных, термических, электрических).

§ Регенерация тепла и использование вторичных энергетических ресурсов.

При изучение данного курса необходимо выполнить ряд индивидуальных практических заданий:

1. Определить влияние различных факторов на калориметрическую температуру горения.

2. Определить тепловое состояние цилиндра и пластины в процессе нагрева из холодного состояния.

3. Выбрать материал кладки, изоляции и определить тепловые потери печи заданных размеров.

4. Определить характерные скорости и условия теплообмена в кипящем слое и неподвижном слое.

5. Составить тепловой баланс нагревательной печи и определить расход топлива.

6. Определить эффективность работы термической ванной электропечи, при условии замены футеровки печи.

Рекомендуемая литература:

1. Ю.С.Зайцев, О.В.Филипьев : Промышленные печи ХГПУ г. Харьков – 1998 г.;

2. Щукин А.А. «Промышленные печи и газовое хозяйство заводов.» М., «Энергия» 1973 г.

3. В.А. Кривандин, Б.Л. Марков «Металлургические печи» М., «Металлургия» 1977 г.

4. Н.Ю. Тайц «Расчеты нагревательных печей» Киев, «Техника» 1969 г.

5. А.С. Телегин «Теплотехнические расчеты металлургических печей» М., Металлургия 1970 г.

6. Ю.П. Филипьев, Н.С. Громова «Топливо и печи» М., «Металлургия», 1987 г.

7. А.П. Несенчук «Огнетехнические установки и топливоснабжение» Минск, «Высшая школа», 1982 г.

8. Ю.И. Розенгарт «Теплообмен и тепловые режимы в промышленных печах», Киев, «Вища школа» 1986 г.

9. Свинолобов Н.П., Бровкин В.Л. «Печи черной металлургии», Днепропетровск, Пороги, 2004.-154 с.

Краткая история печей

Первая печь, знаменующая начало истории печестроения – это костер первобытного человека, когда огонь поддерживали десятилетиями. По мере развития человечества совершенствовались печные устройства. Люди научились добывать огонь. Первые рукотворные изделия полученные в печах были стекло и обожженный кирпич. Первые признаки этого производства были найдены более 2-х тысяч лет до нашей эры на территории древнего Египта и Южной Монголии. Это были малые горны выложенные из камня и обсыпанные землей. Они применялись для выплавки легкоплавких металлов - меди и олова, позже для получения губчатого железа. В качестве топлива использовались дрова, древесный и каменный уголь.

Постепенно горны совершенствовались и примерно за 1000 лет до нашей эры представляли собой подобие шахты высотой до 3-х метров. Эти печи применялись в основном для получения меди и губчатого железа..

В связи с общим упадком культуры, вызванным завоеванием и разорением Египта и Вавилона, а позже и Римской империи, технология печестроения практически не менялась до середины ХIV века. Развитие ткацкой промышленности, изобретение пороха и создание огнестрельного оружия вызвало бурный рост металлургии. Строительство городов, необходимость освещения помещений дало толчок к массовому производству стекла.

В России первые доменные печи построены в начале 18 века, на Украине – в середине 18 века.

Важнейшим этапом в развитии печного строительства был 19 век. Создание первых паровых машин, железных дорог, станков, новых типов вооружения, металлических судов и т.д. вызвало необходимость резкого увеличения производства чугуна и стали, значительного повышения их качества.

В конце 18 века англичанин Г.Корт изобрел газогенератор. В 1830 году Нейлон в Шотландии применил систему регенеративного подогрева воздуха для доменных печей. В 1857 году Ф. Гофман в Германии построил кольцевую печь для обжига кирпича, а братья Сименс – регенеративную стекловаренную печь. Это были предпосылки создания мощных печей нового типа, с более высоким уровнем температур.

В 1865 году П. Мартен, во Франции, используя способ регенерации братьев Сименс, построил первую мартеновскую сталеплавильную печь. В России такая печь была построена в 1869 году. В 1856 году Г. Бессемер, а в 1878 году С. Томас в Англии осуществили продувку чугуна воздухом и началось развитие конвертерного производства стали. Однако только через 100 лет после внедрения кислородной продувки чугуна, которую применил в Киеве в1937 году советский инженер Н. Мозговой конвертерное производство стали стало доминирующим в металлургии. В 1880 году Э. Сименс в Германии построил первую промышленную электродуговую печь. Вначале ХХ столетия была проведена первая индукционная плавка металла. Знакомые по бытовому применению микроволновые печи впервые появились в 1962 году, а СВЧ печь в 1947 году в США. По мере развития металлургии, развивалось производство огнеупоров, совершенствовалась технология плавки и тепловой обработки материала. Замена угля коксом в доменном производстве, которая произошла в конце ХIХ века дала возможность значительно увеличить производство чугуна и стали. Объем доменных печей в настоящее время достигает 5000 м³, а ее производительность более 2млн. т. чугуна в год.

По выплавке чугуна и стали Украина входит в первую десятку стран мира, опережая такие страны, как Индия, Бразилия, Италия и т.д.