Forno a focolare aperto - attrezzatura per la fusione dell'acciaio di una determinata composizione e qualità da rottami di ferro e ghisa. La fornace a focolare aperto prende il nome dal nome dell'inventore, l'ingegnere francese Pierre Martin, che lo sviluppò nel 1864.
Tecnologia
La chiave della tecnologia di conversione della ghisa in acciaio è ridurre la concentrazione di carbonio e impurità. Per raggiungere questo obiettivo, viene utilizzato un metodo per la loro ossidazione selettiva e rimozione in scorie e gas durante la fusione. La fusione dell'acciaio avviene nelle seguenti fasi: fusione di una miscela per la fusione, costituita da rottami, carbone, fondenti (carica) e riscaldamento di un bagno di metallo liquido. L'obiettivo principale è la rimozione del fosforo. La fase si svolge a una temperatura relativamente bassa. La fase successiva è l'ebollizione del bagno di metallo. Si svolge a temperature più elevate di circa 2000 gradi. L'obiettivo è rimuovere il carbonio in eccesso. E, infine, disossidazione dell'acciaio, riduzione dell'ossido di ferro.
La durata dell'intero processo di fusione è di 3 - 6 ore, come combustibile viene utilizzato gas naturale o olio combustibile.
Alcuni fatti dalla storia
I processi di conversione per la produzione di acciaio fuso esistenti alla fine del XIX secolo non consentivano di produrre acciaio in grandi volumi e di fornire le caratteristiche specificate. Le enormi scorte di rottame di ferro a buon mercato accumulate a quel tempo nell'industria hanno spinto i metallurgisti a cercare una tecnologia più produttiva ed economica per la lavorazione del rottame di ferro, così come della ghisa in acciaio.
Questo problema è stato risolto con successo dall'ingegnere metallurgico ereditario Pierre Martin, che ha ricevuto l'acciaio fuso in una fornace accesa in una fabbrica nel Sireil francese nel 1864. L'idea era di ottenere acciaio liquido fondendo rottami e ghisa sul focolare di un forno a riverbero. Il successo fu facilitato dall'applicazione dell'invenzione dei fratelli Williams e Friedrich Siemens sul recupero del calore dai gas di scarico. Il metodo di recupero del calore consisteva nel fatto che il calore dei prodotti della combustione che passavano attraverso i rigeneratori veniva accumulato negli ugelli e, insieme all'aria del ventilatore, ritornava nella zona di lavoro del forno. Il recupero del calore dei prodotti della combustione ha permesso di aumentare la temperatura nel forno ai valori richiesti per la fusione dell'acciaio liquido.
Successo mondiale
Il processo a focolare aperto fu rapidamente introdotto nell'industria da tutti i paesi industrialmente sviluppati di quel tempo. Il metodo a focolare aperto ha assunto una posizione di primo piano grazie alla sua flessibilità tecnologica, scalabilità, controllabilità e possibilità di ottenere tutti i gradi di acciaio allora conosciuti. Con lo sviluppo della tecnologia per la lavorazione di ghise ad alto contenuto di fosforo, la sua importanza è aumentata ancora di più.
Naturalmente, i primi forni a focolare aperto avevano un design imperfetto. Le volte erano fragili. I focolari dei forni avevano una vita utile molto breve. Lo spazio di lavoro non era abbastanza lungo, i bagni erano troppo profondi. Nel tempo, le volte iniziarono a essere rese più dritte, il che aumentò la resistenza all'usura dei forni.
