Фронтир Индикона. Часть II - [22]

В процессе тигельной плавки различают три периода: плавление, кипение и успокоение. В процессе кипения происходит частичное растворение в шлаке глинозёма из стенок тигля, при успокоении жидкая сталь «отстаивается» с целью более полного удаления газов и неметаллических включений. За счёт взаимодействия металла со стенками тигля происходит раскисление шлака, то есть удаление кислорода и восстановление стали твёрдым углеродом, поэтому правильное соотношение угольного и огнеупорного порошка имеет исключительное значение. В идеале нужен графит, но его нет, поэтому я использую шамотную крошку в смеси с порошковым углем. Тигли прессуем в деревянные формы, смазанные силикатной смазкой.

Чугун выходил замечательный, а вот со сталью пока не очень. Не понимаю в чём дело. Лупа из флюорита только вчера была доведена до ума, и я решил зайти, с другой стороны. При внимательном рассмотрении оказалось, что магнетит имеет в своём составе ильменит, гематит и мелкий кварцит. Нужно чистить и чистить, с таким каши, то есть стали нормальной, не сваришь.

Песок пропускал через массив мини-гидроциклонов, что мы захватили с собой и подвергли флотации. Реагентов для этого процесса мы наработали много, изменения состояли в том, что в качестве собирателя использовали жирные кислоты, полученные из масла ши, а депрессор – камедь рожкового дерева. После флотации песок просушивали, измельчали в шаровой мельнице, прокаливали и подавали в тарельчатый гранулятор. Хорошо быть конструктором оборудования для химической промышленности – не нужно над такими вещами голову ломать!

Мартин сделал его за несколько часов – тарелка из дерева диаметром около метра и подставка, удерживающая его под углом сорок градусов. Вращали вручную, там скорость небольшая нужна – семь-восемь оборотов в минуту. На тарелку сперва наносится слой шихты, в нашем случае – это магнезия, камедь и бентонит. После начала вращения тарелки на её нижнюю часть подаётся железный песок. В процессе вращения он пересыпается по сложной траектории, окомковывается шихтой и превращается в окатыши. При внешней простоте конструкции гранулятора, в нём есть несколько тонкостей. Под действием сил трения, тяжести и центробежной силы песок плотно прилегает к днищу и борту, что предотвращает его скольжение.

Образующиеся окатыши сперва поднимаются вместе с вращающейся тарелкой, а когда сила тяжести преодолевает силу трения, скатываются вниз по поверхности слоя мелкодисперсного вещества под углом естественного откоса. Песчинки магнетита в процессе движения послойно накатываются на шихту и как бы втираются в поверхность гранулы. Чем больше длина траектории движения окатышей по поверхности порошкообразной шихты, тем лучше. Длина траектории пропорциональна диаметру тарелки, поэтому промышленные грануляторы достигают в диаметре пяти метров. Такую большую тарелку мы само собой не сделаем и поэтому, увеличивая скорость вращения диска и уменьшая угол его наклона, можно поднимать гранулируемый материал на большую высоту, в результате чего сокращается мертвое пространство в верхнем секторе диска. Для чего мой гранулятор имеет несколько бортиков равной высоты? Песок ссыпается на поверхность, ограниченную первым бортиком, и окатывается там, постепенно пересыпаясь в смежную зону. Так, пересыпаясь из одной кольцевой зоны в другую и окатываясь в них, гранулы достигают нужных размеров, аппарат я спроектировал под сантиметровые шарики. Процесс гранулирования зависит от влажности песка и шихты, угла наклона, скорости вращения и высоты борта тарелки и, главное, точности дозирования и места, и скорости подачи исходного материала и влаги на тарелку, а также площади смачивания. Отработка всех параметров у меня заняла пару часов, а смачивали шихту из примитивного пульверизатора вручную. Окатыши просушивали в печи, а после обжигали при температуре тысяча двести градусов, не больше, чтобы не допускать образования жидкой фазы. Практически весь металл в наше время выплавляют из окатышей и этому есть свои причины: при обжиге шлаки переходят в шихту, и железо почти полностью очищается от самой вредной примеси – серы, до девяносто пяти процентов увеличивается содержания оксида железа. Если у меня сейчас не выйдет хорошая сталь…

Правильный расчёт, и всё вышло как надо! Я использовал два метода для выплавки, самую качественную сталь плавил под слоем битого стекла и буры в смоломагнезитовом тигле. Эта сталь пойдет на палаш для Павла, свёрла и главное фильеры для протяжки проволоки, думаю, не только бронзовой, но и из мягкого железа можно попробовать, а после науглеродить.

Большую часть окатышей использовал для выплавки качественного чугуна. Тигли с расплавленным чугуном слил в ванную, где плавили стекло, для чего прежде я футеровал её смоло-магнезитом, продувал воздухом и паром. Малый бессемеровский процесс называется, воздух не пронизывает толщу металла, а направляется на его поверхность. При этом получается качественная сталь с небольшим содержанием азота, а главное в этом способе нет ограничений по размеру конвертера, хоть пять килограмм продувай.