Altforno
Altforno (sinonimoj: ŝaktoforno, fornego,fanduj(forn)ego) estas instalaĵo en ŝaktoforna konstrumetodo, en kiu oni produktas per alta temperaturo (pli ol 1 500 °C) gisferon per redukto de fera oksido. En ŝtalejoj, tiu giso estas transformata al fero, feroalojoj, kiel ŝtalo, rustorezista ŝtalo kaj specialaj ŝtaloj.
Priskribo
[redakti | redakti fonton]La fornego estas desupre ŝargita per du esencaj krudmaterialoj: la t.n. ŝarĝo (miksaĵo) kaj fornega koakso. La miksaĵo signifas feroercon (plej ofte en formo de naturaj ercoj aŭ kiel rustaĵo de sulfidaj aŭ karbonaj feroercoj), kiun oni miksas kun aldonaĵoj (kiel kalko, ŝtonoj kaj dolomitoj) (por malgrandigi la fandopunkton de la erco kaj atingi tiel pli bonan likvemon de la miksaĵo).
Oni plenigas la ercojn kaj almiksaĵojn (fand-ingrediencojn) per oblikva lifto, liftĉaro tra funelforma ŝargilo, duobla kluzosistemo en la fonoŝakton. Supre de la fornego troviĝas plata ŝargo-platformo kaj konusa fermilo de la fornego. Ĉe la modernaj altfornoj laboras alterne transportaj bendoj, kiuj almovas ercojn, aldonaĵojn, koaksojn.
Ĉe la piedo de la altforno oksidiĝas la karbona monooksido – estiĝanta el la koakso kaj la aera oksigeno – al karbona dioksido, prenante la por tio necesan oksigenon el la fera oksido, tiel ĝi reduktiĝas al fero. La fluigita altforna enteno estas eligita sube de la fornego tra aperturo; tiu aperturo estas normalkaze fermita per ceramika materialo kaj estas periode traborita ĉe la t.n. elfluigo. La elfluantan entenon oni dispartigas per la denseco inter la fero kaj la skorio (la skorio naĝas sur la fero). La fornego ofte havas du aperturojn por fero kaj skorio. Post la elfluigo, oni devas postplenigi la saman mason el aldonaĵoj en la altfornon.
La proceson vivtenas en la fornego la alkondukita varmega aero, kiu portas la oksigenon kaj malhelpas la krustoestiĝon.
La ekstera muro de la altforno estas daŭre malvarmigita per akvo. Pli frue oni uzis malferman sistemon por la malvarmigo, t.e. oni rekte alkondukis malvarman akvon al la muro kaj poste malvarmigis la varman akvon en malvarm-turo. Tio kaŭzis grandan energio- kaj akvoperdon. La hodiaŭaj altfornoj estas ekipitaj per fermita akvocirklo.
La altforno estas alta 25-30 m, la tuta aranĝaĵo eĉ ĝis 60 m. La „blanka giganto“ en Duisburg havas la fornoalton de 42 m kaj la bazan diametron de 14 m. Ĝi havas fajrorezistan muron (pli frue el ŝamoto).
La meza altforno produktas tage 6000 t, la grandaj ĝis 13.000 t krudan feron.
La altfornoj funkcias daŭre kaj ĝis ĉ. 10 jaroj. Post tio, oni devas la tutan altfornon renovigi.
Reakciaj ekvacioj
[redakti | redakti fonton]
Gravaj bazaj kemiaj reakciaj ekvacioj:
- (1) (energiodonanta forbrulo de koakso)
- (2) (produkto de gasforma redukta materialo de karbona monooksido)
- (3) (reduktado de fera oksido al elementa fero)
La unua reakcio (1) servas unuflanke energion por la tuta proceso. Ĉar la oksigeno estas alkondukita en albovegata, varmigita aero, la reakcio okazas tiel rapidege, ke la temperaturo atingas eĉ super 2000 °C. Aliflanke, la reakcio (1) servas ankaŭ la karbonan dioksidon CO2, por la reakcio (2).
La reakcio (2) produktas la venenan karbonan monooksidon CO, kiu efikas en la altforno kiel vera redukta materialo. Male al la solida karbo (karbono), la gasforma CO povas facile atingi ĉiun surfacon de la fera oksido kaj tie reagi (reakcii).
La reakcio (3) montras en kunigita formo la redukton de tipa fera (III)-oksido (ruĝa feroerco, rusto). fakte, ĝi okazas en pliaj ŝtupoj, kiuj okazas en diversaj zonoj la altforno:
Formuloj
[redakti | redakti fonton]- (3a)
estiĝas la forta feroenhava magnetito (magneta feroerco)
- (3b)
estiĝas la fera (II)-oksido
- (3c)
estiĝas metala fero, kiu kolektiĝas sube en la altforno
La estiĝinta foriĝas supre, tra la tn. faŭko (faŭka gaso).