Тигельный способ
статья из энциклопедии Брокгауза и Евфрона
Тигельный способ. Тигельная сталь получается переплавкой в тиглях пудлинговой,
кричной или другой какой-нибудь стали. Для этого сперва прокатывают сталь различной
твердости и разрезают ее на мелкие кусочки, потом составляют шихту, переплавляют
ее в огнеупорных тиглях, и жидкую сталь сливают в формы (изложницы), где она
застывает. Полученная болванка поступает в дальнейшую обработку ).
Для плавки стали устраиваются самодувные горна); каждый горн
делается на 2 или 4 тигля, или же плавку ведут в регенеративных печах Сименса),
состоящих из нескольких плавильных пространств на 4- 8 тиглей каждое.
Тигли вместимостью (около 300 куб. дюймов) на два пуда стали приготовляются
из огнеупорной глины, к которой иногда прибавляют графит. Топливом служит каменный
или древесный уголь, торф, чаще всего кокс. В 4-местных горнах на 1 пуд стали
расходуется от 2 1/2 до 3 пд. кокса или от 6-9 пд. древесного угля. В газовых
печах на пуд стали идет около 1,5 пд. камен. угля. Тигли выдерживают в горнах
1-2 плавки, в газовых 3-5. Процесс переплавки в тиглях очень прост. На колосники
подогретого горна ставят глиняные поддонники, а на них тигли. Пространство
между тиглями засыпают коксом. В тигли кладут шихту и закрывают их крышками,
снабженными
отверстиями для наблюдения за ходом плавки. Плавка продолжается около 4 час.
Расплавленной стали дают время выстояться, а потом вынимают тигли особыми клещами
и переносят их к литейной яме, где помещаются изложницы. По дороговизне этого
способа для шихты употребляются материалы самых высоких качеств. До последнего
времени почти единственным материалом служила цементная и пудлинговая сталь.
Для получения твердой инструментальной стали в шихте прибавляется еще чистый
рафинированный, а иногда и зеркальный чугун, или же плавят мягкое пудлинговое
железо с прибавкой древесного угля. На мягкую сталь берут более мягкие сорта
пудлинговой стали вместе с железом. Во всех этих случаях процесс состоит только
в переплавке металла в тигле. Чаще всего берут такой состав шихты, при котором
в тигле совершается более сложный процесс. Так, напр., по способу Ухациуса
шихта состоит из чугуна, железной руды и перекиси марганца; Обухов предложил
шихту
из пудлинговой стали, рафинировочного чугуна и магнитного железняка с прибавлением
марганца в виде перекиси марганца или зеркального чугуна; по Мюшету, железо
сплавляется в тигле с древесным углем, количество которого зависит от желаемой
твердости
стали. В первых двух способах, кроме плавления, происходит еще процесс окисления
чугуна (свежевание) и обезуглероживания металла, в последнем же цементация
железа. Сюда можно еще отнести старый способ индусов для получения дамасской
стали (булата),
которая получалась сплавлением в тигле кусков железа со стеблями растения Cassia
(для введения углерода). Вообще плавку в тигле можно разделить на 3 периода:
1) расплавление чугуна и растворение в нем стали и железа; при этом руда вызывает
образование шлака, который действует окислительным образом на кремний, марганец,
а также и на железо; 2) обезуглероживание металла на счет кислорода руды; 3)
период поспевания, во время которого происходит восстановление железа из шлака
на счет углерода стенок тигля, а также восстановляется часть кремния, который
переходит в металл. На состав стали всегда оказывают влияние стенкн тиглей,
особенно графитовых, из которых часть углерода и кремния переходит в металл.
Так, напр.,
твердая инструментальная сталь с 0,06% кремния после переплавки в глиняном
тигле содержала 0,23%, а в графитовом 0,24% кремния. Бессемеровская сталь с
0,25% углерода
и 0,06 кремния после переплавки в графитовом тигле содержала 0,63% углерода
и 0,21% кремния. Продолжительность операции главным образом зависит от состава
шихты, а также от горючего материала и устройства горна. На Обуховском заводе
плавка продолжается около 4 часов; при шихте Ухациуса от 2 1/2 -3 часов; из
мягкой
стали от 4-5 часов, а из железа еще больше. На Обуховском заводе тигельная
сталь получается 4 сортов.
В последнее время приготовляют специальные сорта стали, прибавляя к шихте хром,
вольфрам; никель и т. п. Такие сорта обладают большой прочностью и упругостью
и употребляются главным образом для инструментов и бронебойных снарядов. Для
удешевления тигельной стали (стоимость ее около 4 р. за пд. в болванке) получают
ее из бессемеровской или мартеновской вместо пудлинговой, но все-таки стоимость
ее выходит гораздо дороже последних. На Обуховском заводе все составные части
орудий приготовляются еще исключительно из тигельной стали, однако за границей
с большим успехом делают уже орудия из мартеновской стали и в недалеком будущем
в тиглях будут получать только специальные сорта и инструментальную сталь.
назад
в библиотеку