Процесс пудлингования

В 1784 г англичанин Генри Корт изобрел способ пудлингования - который означал новый большой шаг вперед, и это можно считать началом современной металлургии стали.

В пудлинговой печи топливо уже не соприкасается с чугуном, подлежащим переработке.

Каменный уголь сгорает в топке, которая отделена от горна порогом.

Первые пудлинговые печи имели две дымовые трубы: одну непосредственно над топкой, другую с противоположного конца печи, над плавильным горном, или ванной.

Пудлингование - это очистка чугуна в пламенной печи.

Требования, предъявляемые к металлургии тяжелой промышленностью, не могли быть удовлетворены существующими в 60-х годах XIX в. методами получения железа и стали, т.е. кричным переделом чугуна и пудлингованием.

Процесс пудлингования начинается с загрузки чугуна вгорн. Чтобы ускорить плавку куски чугуна массой 10 – 30 кг (всего обрабатывается 150 кг) помещают вблизи порога топки, где температура самая высокая. Примерно через 45 минут чугун расплавлялся. В загрузочное окно железной штангой с крюком на конце и приводили борозды по тестообразной чугунной массе. При этом чугун хорошо перемешивается и поверхность ванны увеличивается. Закрывая горн, наводят шлак, затем добавляют песок, который, выступая в химическую реакцию с футеровкой печи, образует дополнительный шлак; последний окисляет углерод в чугуне. В период кипения ванна сильно бурлит за счет окисления углерода, и чем больше его окисляется, тем сильнее разжижается ванна, и железные зерна собираются там в комья.

1 – дымовая труба; 2 – боковое окно; 3 – коксовая топка; 4 – пудлинговый горн; 5 – жидкий металл; 6 – топочный порог

Рисунок 2 – Печь для пудлингования железа

Пудлинговщик ломом много раз переворачивает массу и, наконец, разделяет ее на 3-5 частей – криц. Они еще горячими попадают к кузнецу, который к каждой крице приваривает железный стержень дюймовой толщины и покрывает их в «колбаски» диаметром 7 – 10 см и длинной 50 см. Эти заготовки в прокатной машине раскатывают в полосы, затем снова разделяют на куски длиной 50 см и еще раз раскатывают, накладывают по 4 полосы одна на другую. Для процесса пудлингования были характерны именно операции прокатки криц для того, чтобы сварить зерна и комки железа. В результате получалось сварочное железо (или сварочная сталь).

Одна пудлинговая печь за сутки выдавала 3500 кг крупнозернистого кричного железа либо 1600 кг мелкозернистого железа – пудлинговой стали, которая имела очень высокое качество.

Однако сварочное железо и сварочная сталь имели и серьезный недостаток – неравномерность состава по поперечному сечению.

Английский часовщик Бенджамин Хантсмен (1704 – 1776) пришел к мысли о том, что состав этих материалов можно выровнять путем переплавки. Для этого он использовал огнеупорный тигель и обогреваемую коксом печь с дутьем и высоким горном. Поэтому производство стальных изделий в Англии стало быстро расти, и вскоре по этому показателю она вышла на первое место в мире, т.е. расширился экспорт не только стальных изделий, но и стальных слитков.

Высококачественная тигельная сталь обладала превосходными свойствами в литом состоянии. Спустя столетие после изобретения Хантсмена из нее стали изготовлять паровозные оси, и еще позже – орудийные стволы.