Густав Лаваль - [49]
Но для металлургии, требующей высокоценных сортов угля, составляющих меньшую половину общих запасов, каменноугольный кризис должен был наступить еще задолго до истощения каменноугольных залежей вообще.
Однако к самому концу XIX века, как было уже показано ранее, развитие электротехники достигло такой высоты, что техническая мысль, в поисках выхода из положения, не могла пройти мимо этой области и поставила перед собой задачу использования электрической энергии для металлургических процессов.
Во главе этого течения стоял Лаваль.
В самом деле, малоценный каменный уголь, негодный для металлургических процессов, можно было на электростанциях превращать в электроэнергию и пользоваться ею для этих процессов. Но еще выгоднее было использовать для получения электроэнергии водные силы, оставив уголь для нужд химической промышленности и транспорта. Открытие Депре, указавшее на возможность передачи электроэнергии на значительные расстояния, создало новую эру во всех отраслях промышленности, в том числе и металлургической. Если XIX век явился веком пара и каменного угля, — XX век стал веком электричества.
Большие скорости, высокие давления и электрический ток — вот те основные пути, по которым пошло развитие технической мысли XX века.
Это были пути, избранные Лавалем.
Теперь мы знаем, что это были правильные пути. Теперь мы знаем, что уже через пять лет после смерти Лаваля в электрических печах выплавлялось в семь раз более стали, чем во всех тигельных печах, что в то время, как за эти пять лет производство стали в мартеновских печах увеличилось лишь вдвое, а количество бессемеровской стали осталось, примерно, тем же, количество стали, выплавленной в электрических печах в одних только Соединенных Штатах Америки увеличилось в тридцать три раза. Мы знаем также, что на сегодняшний день вся мировая продукция алюминия вырабатывается электрическим током, что из всего количества металла, вырабатываемого мировой металлопромышленностью, уже свыше полутора процента выходит из электрических печей и мы знаем, наконец, что в настоящее время Швеция стоит на третьем месте после Америки и Италии по удельному весу электроплавки и что на родине Лаваля, обладающей крупными ресурсами водной силы и дешевой электроэнергией, десять процентов, всей продукции металлургической промышленности выходит из электрических печей.
Электрическая печь Лаваля для выплавки чугуна
Ho в то время, когда Лаваль обдумывал и конструировал свою электрическую печь, электрометаллургии не существовало вовсе, а электротехника делала только первые попытки превращения электрического тока в тепло.
Первая электрическая печь была запатентована французом Пишоном еще в 1853 году, а затем были взяты патенты на такие же печи в 1878 и 1879 годах Сименсом; но эти печи еще носили характер опытных. Не представляя никаких преимуществ перед обычными металлургическими аппаратами, они не могли найти себе никакого практического применения.
Лаваль взял патент на свою чрезвычайно оригинальную электрическую печь в 1892 году, построить же эту первую в мире, практически применимую печь ему удалось только через три года. Печь предназначалась для выплавки чугуна из железной руды, подвергшейся предварительному обжиганию.
Она представляла собой круглую шахтную печь, под ее был разделен на две части поперечным мостом из огнеупорного материала. Железные или угольные источники электрического тока, так называемые электроды, вделывались у основания моста. Через отверстие в своде печи в печь вливался расплавленный электролит, т. е. металлическая расплавленная масса, обладающая достаточным сопротивлением электрическому току, в котором электрическая энергия, даваемая электродами, превращается в тепловую энергию и поддерживает во все время работы печи этот электролит в расплавленном состоянии. Электролитом у Лаваля служил обычный магнитный железняк.
В подготовленную таким образом для работы печь через то же отверстие в своде печи вводилось губчатoe железо, которое опускалось на дно печи, плавилось и очищалось от примесей в электролите и заставляло подниматься расплавленный металл кверху. Достигнув известной высоты, он вытекал через специальные отверстия наверху, шлак же выходил через отверстия внизу.
Таким образом эта печь Лаваля была печью сопротивления, в которой электрическая энергия превращается в тепловую в самом обрабатываемом металле, без помощи каких-нибудь посредников в виде нагревательных сопротивлений. Позднее он построил для других целей также печи, нагреваемые вольтовой дугой. Таким образом Лаваль первый использовал оба принципа, лежащие в основе конструкции всех современных электрических печей, где либо сам обрабатываемый материал служит элементом сопротивления, в котором электроэнергия превращается в тепло, либо печь обогревается с помощью нагревательных элементов, приготовленных из специальных материалов, что встречается гораздо чаще, так как обрабатываемый металл обладает слишком малым сопротивлением.
Главное достоинство своей печи Лаваль видел в том, что губчатое железо при опускании сквозь электролит, каким являлся магнитный железняк, должно было очищаться от примесей, и печь давала то высококачественное железо, которым издавна славилась Швеция.
