Пудлингование

Пудлинговая печь. А — рабочий объём печи, С — труба с клапаном для регулирования силы тяги, D — порог, отделяющий металл в рабочем объёме от топлива, F — колосниковая решётка, на которой находится горящее топливо (уголь).

Пудлинговая печь, 1895 год

Пудлинговая печь

Пудлингование (англ. puddling) — устаревший металлургический процесс преобразования (передела) чугуна в мягкую малоуглеродистую сталь. Суть процесса состоит в расплавлении чугуна в специальной печи без контакта с топливом и перемешивании расплавленного металла специальными штангами, на которых налипают частички расплавленной стали, постепенно формируя тестоподобную крицу массой до 40—60 кг. На выходе из пудлинговой печи полученную крицу проковывают и отправляют на плющение. Пудлинговая сталь хорошо сваривается, обладает высокой пластичностью, содержит мало примесей (фосфора, серы, неметаллических включений).

Пудлингование — устаревший способ получения железа, он был вытеснен более совершенными процессами — бессемеровским, томасовским и мартеновским, а впоследствии — электроплавкой и кислородно-конвертерным процессом.

Пудлингование — один из наиболее трудоёмких способов получения стали, требующий крайне тяжёлого физического труда. Пудлинговщики работали в тяжёлых условиях, перемешивая металлической штангой смесь расплавленного металла и шлаков. При перемешивании на штангу налипал металл, а расплав становился более вязким. На конечной стадии процесса пудлинговщики длинными ломами разламывали тяжёлую тестоподобную массу на несколько кусков, затем сплавляли их в печи и повторяли процесс несколько раз. За 12-часовую смену пудлинговщики делали до 9 плавок.

История

Пудлинговщик. Скульптор — Константин Менье

Впервые идея перемешивания расплавленного чугуна с обдуванием его воздухом появилась в китайском трактате «Хайнань-цзи», датированном 122 годом до н. э.

Технологический процесс пудлингования был разработан во второй половине XVIII века английским металлургом Генри Кортом, получившим патент в 1784 году. Следующее столетие пудлингование являлось основным способом переработки чугуна в сталь и сошло на нет через несколько десятков лет после появления новых технологий. В романе Жюля Верна «Пятьсот миллионов бегумы» (1879) в стальном городе Штальштадт зафиксирована практика пудлингования.

В СССР пудлингование применялось до 1930-х годов.

Hofman, An outline of the metallurgy of iron and steel, 1904:

Рост стоимости древесного угля побудил Генри Корта в 1784 году производить кованое железо в отражательной печи, нагреваемой минеральным топливом; печь называлась отражательной потому, что пламя отражалось от свода и соприкасалось с перерабатываемым металлом, прежде чем уйти в дымовую трубу. В процессе, называемом «сухим пудлингованием», белый чугун плавился в отражательной печи с песчаным дном и перемешивался, чтобы подвергнуть всё новые и новые поверхности окислительному действию воздуха. Пудлинг назывался «сухим», поскольку белый чугун никогда не становился достаточно жидким, а количество образующегося шлака было сравнительно небольшим. Поскольку потери железа были очень велики, Болдуин Роджер в 1818 году заменил кислый горн чугунным, что значительно уменьшило количество ошлакованного железа. Около 1830 года Джозеф Холл футеровал чугунный горн окисленным железом, заложив тем самым основу «мокрого пудлингования», при котором Si, Mn, C и P окисляются в основном кислородом красной гематитовой руды, которая образует футеровку печи и производит большое количество жидкой золы. Сначала производили только кованое железо; между 1840 и 1850 годами в печи начали производить сталь. Сейчас производство стали пудлингованием устарело, и с тех пор, как низкоуглеродистая мартеновская сталь заменила кованое железо во многих промышленных применениях, пудлинг утратил свое прежнее значение; но он всё ещё сохраняет свои позиции в определенных областях, где кованое железо незаменимо.

Литература

• K. Barraclough, Steelmaking: 1850—1900 (Institute of Materials, London 1990), 27-35.
• Hofman, H. O. (Heinrich Oscar). An outline of the metallurgy of iron and steel, prepared for the use of students at the Massachusetts Institute of Technology, Boston, Mass. — 1904.
• Landes, David. S. The Unbound Prometheus: Technological Change and Industrial Development in Western Europe from 1750 to the Present. — Cambridge, New York : Press Syndicate of the University of Cambridge, 1969. — ISBN 0-521-09418-6.
• R. A. Mott, 'Dry and Wet Puddling' Trans. Newcomen Soc. 49 (1977-8), 153-8.
• R. A. Mott (ed. P. Singer), Henry Cort: the great finer (The Metals Society, London 1983).
• Fredrick Overman. The Manufacture of Iron, in All Its Various Branches (англ.). — Philadelphia: H. C. Baird, 1854. — P. 259—302.
• Schubert, H.R. Extraction and Production of Metals: Iron and Steel. — Oxford University press, 1958.

Ссылки

• Пудлингование // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• На Викискладе есть медиафайлы по теме Пудлинговые печи