Фіг. 1. Відкритий горн. Фіг. 3. Закритий старонемецких большекрічний горн. Фіг. 5. Контуазскій горн. Фіг. 6. Контуазскій горн для великовагових речей. Фіг. 7. Шведсько-Ланкаширські горн.
Фіг. 2. Закритий старонемецких большекрічний горн. Фіг. 4. Контуазскій горн. Фіг. 8. Среднебойний молот. Фіг. 9. Хвостовий молот. 10. Лобовий молот.
Фіг. 1 представляє найпростіший вид відкритого К. горна. Прямокутне поглиблення, у вигляді ящика, обмежена чавунними дошками: дошка а. має нахил всередину горна і над якою поміщається фурма, звані. подфурменной; протилежна дошка b. з нахилом у зворотний бік - протівофурменной; з бічних дощок одна зв. (С) сокової або передній, з отвором для випуску шлаків, інша (d), що має нахил з горна - задній або хвостовій. Плита, що лежить на дні горна, звані. донної дошкою; вона має ухил до сокової і до протівофурменной. В отвір задньої стінки вставляється мідна фурма, а в неї одне або два сопла від повітродувної машини або воздуховальних хутра s. Останні наводяться в рух валом М. кулаками з з 'і противагами p р'. Розміри такого горна залежать від якості матеріалу, що переробляється чавуну і вугілля. Звичайно довжина горна 28 "-32", шир. 18 "-24", глибина 6 "-10". Кількість оброблюваного чавуну 4-8 пд. Закриті сурми відрізняються від попереднього тим, що весь робочий простір їх з усіх боків закрито. Сурми ці бувають без підігрівача і з підігрівачем, так зв. Чугунніков, для попереднього підігріву чугуногорячімі газами, що виходять з горна. Ті й інші бувають з холодним дуттям і нагрітим. Горн, забезпечений Чугунніков, де нагрівається димовими газами, також і повітрям для нагрітого дуття, представляє значне заощадження пального матеріалу, сприяє прискоренню ходу процесу і зменшує чад заліза. Фіг. 2 і 3 представляють один з найпростіших типів большекрічного або старонемецкого горна з холодним дуттям і без підігрівача. Робочий простір квадр. форми: сторона квадрата 35 ", глибина 12". Нахил фурми 26 °. Кількість оброблюваного чавуну 12 пд. Фіг. 4 і 5 представляють звичайний тип французького горна, відомого під назвою Контуазского (Франш-Конте). А - робочий простір, обмежений чавунними дошками, що мають точно визначені нахили і такі ж назви, як і відкритого горна фіг. 1; D робочий отвір, f отвір для чищення нижньої сторони дошки повітряної камери з від прибули шлаків. Холодне повітря, що входить в цю камеру через трубу b. прогрівається і через сопла p входить в робочий простір за допомогою вентиля Q; за бажанням можна вганяти в горн холодний або нагріте повітря. Простір B. забезпечене дверцятами h і q, служить для попереднього підігріву чавуну газами, а канали d і е - для відводу газів в димову трубу Е. Контуазскій горн був введений в Росії в 1838 р французькими майстрами Гранмонтанамі спершу на Бабаївському заводі (нині Нікольському), потім через кілька років на Іжевський заводах і, нарешті, піддаючись - згідно місцевих умов, різним незначним змінам, швидко поширився на Уралі. У 60-х рр. на Нижньотуринський заводах цей горн був видозмінений для вироблення заліза з великовагових речей, як наприм. забракованих гармат, негідних валів та ін. Гармата дульной частиною закладалася в горн (фіг. 6) в трохи похилому положенні; щоб задня частина її не звисала, її підпирали дерев'яним брусом (чуркою). У міру розплавлення кінця гармати, її спонукали все далі і далі, а розплавлений матеріал безперервно обробляли на крицю. Фіг. 7. Шведсько-Ланкаширські горн з нагрітим дутьем. Донна дошка а охолоджується водою, що накачується в простір f. Гарячі гази, потрапляючи в простір С. підігрівають чавун, поміщений на плиті n. і здебільшого йдуть прямо в трубу, частиною ж в простір D. де підігрівають трубу h, а разом з тим і повітря, що вдихається в горн через фурму q. Взагалі треба відмітити, що успіх К. роботи залежить від хорошого установа робочого простору або центрального горна, так що якщо горн встановлений невірно, то і при хороших матеріалах можна отримати погане залізо. Найголовніше утруднення полягає в тому, щоб глибину горна узгодити з нахилом, який повинна мати донна дошка. Цей нахил виробляється практикою в залежності від сорту чавуну і вугілля і від величини насадки. Для Контуазского горна ухил до сокової дошці дорівнює близько 20 лин. а до протівофурменной ок. 18 лін .; подфурменной має ухил всередину горна на 13 лін .; задня на 3 лінії з горна; протівофурменная робиться з ухилом з горна в 36 ліній; сокова ставиться абсолютно прямо. Висове фурми від подфурменной дошки від 2 до 2,5 дюймів; ухил фурми 2-2 1/2 лінії. Для доставлення в горн необхідної кількості повітря вживалися раніше звичайні міхи, на зразок ковальських хутра фіг. 1 табл. приводяться в рух водяним колесом, або ж водостолбние повітродувні прилади у вигляді Тромп (див. Каталонська спосіб), повітродувних бочок і т. п. В даний час для цієї мети використовується повітродувна циліндрична машина (див. повітродувної машина), що приводиться в рух або парою , або водяним колесом. З усіх цих приладів одні тільки водостолбние машини дають безперервну струмінь повітря, інші ж женуть повітря поштовхами. Для усунення цього недоліку влаштовують регулятори або резервуари, куди спершу вганяють повітря від машини, а звідти вже, по воздухопроводу, рівномірної струменем надходить в горн. При вході дуття в піч повітропровід закінчується соплом, т. Е. Конічної насадкою, довжиною від одного до 4 фт. при діаметрі отвору в 1-3 дюйма. Сопло завжди поміщається в мідну фурму. має вигляд конічного ковпачка, вузький отвір якого називається рилом або оком фурми, широке - дном, а опукла частина - грудьми. Висота очі фурми від 7/8 до 1 дюйма, ширина від 1 до 1,5 дюймів, довжина 9-14 дюймів. Для обтискача криць і їх подальшої обробки вживаються молота парові, або рухаються за допомогою води. Ці останні, в залежності від розташування осі обертання молотовіща і від точки прикладання сили, поділяються на: среднебойние, хвостові і лобові. Среднебойние (фіг. 8) мають вісь обертання на кінці молотовіща A. яке піднімається разом з головою Р. допомогою кулаків, насаджених на привідний вал B. Характерну частина среднебойного молота становить відбій або долонь С. При підніманні молота молотовіще вдаряє об долонь, яка своєю пружністю прискорює і підсилює удари молота. Вага голови близько 20 пл. висота підйому 15-20 дюймів, число ударів в хвилину 80-160. Хвостові молота (фіг. 9) мають вісь обертання на деякій відстані від кінця молотовіща, яке захоплюється зверху давлять кулаками вала. Вага голови від 6 до 15 пудів при висоті підйому близько 2 футів, число ударів від 150 до 300 в хвилину. Вони вживаються для витягування смугового заліза. Лобові молота (фіг. 10) відрізняються тим, що вісь обертання і точка прикладання сили знаходяться на протилежних кінцях. Вони служать виключно для обтискача криць, і тому вага їх сягає від 300-350 пл. Висота підйому 2 фт. число ударів від 40-100 в хвилину. К. виробництво складається головним чином з двох операцій: 1) з отримання в горна залізної криці і 2) з механічної обробки криці під молотом. Процес отримання криці складається: а) з розплавлення чавуну в горна, причому він втрачає деяку частину кремнію і внаслідок цього отбеливается, б) з очищення чавуну від інших домішок дією кисню повітря, що вдихається і в) з обезуглероживания маси, т. Е. Отримання готової криці . Залежно від чистоти чавуну, від його попередньої підготовки і від необхідного ступеня обезуглероживания криці, чавун піддається в горна або всім трьом операціям, або ж яка-небудь з них є зайвою. На цій підставі всі способи К. переділу можна розділити на три групи. У I-ой всі операції відбуваються в одному і тому ж горна; це так званий німецький спосіб. Сюди відносяться найголовніші видозміни: а) шведський або звичайний німецький фіг. 1 і 2, б) контуазскій (Франш-Конте) фіг. 4 і 5, в) малокрічний, гарцскій, г) угорський (Раніцький). II. Тут переробляються дуже чисті сорти чавуну, який вже після одного сплаву набуває ті ж властивості, які при німецькому способі досягаються другою операцією. Так само як валонскій спосіб, який характеризується тим, що отримання криці і її прогрівання для обробки відбувається в двох горнах. Цей спосіб поділяється на: а) шведський валонскій, б) англо-валонскій або ланкаширских, в) шведсько-ланкаширских, г) південно-уельський і д) ейфлер-валонскій. III. К. спосіб без підйому, коли легко обробляти чисті чавуни піддаються тільки другий операції для отримання К. стали, яка потребує обезуглероживающего процесу. Сюди відносяться: а) способи без попереднього підігріву чавуну, як, напр. австрійський, штирийский, зігенскій і осмундскій і б) способи з попередньою підготовкою, як, напр. каринтійський, ломбардець і зальцбурзький. Відмінності всіх найголовніших способів К. переділу викладені в ст. Горн (див.), Що ж стосується економічної сторони процесу, то вона для всіх способів однакова. Весь процес отримання заліза з чавуну полягає у видаленні з нього вуглецю та інших домішок. Мета ця досягається киснем вдихається і шлаками. Чавун при розплавленні, проходячи повз фурм, позбавляється частини вуглецю і кремнію. Від взаємодії оксидів кремнію і заліза виходить кремнекислих закис заліза, утворює шлак, який, стікаючи разом з чавуном вниз, виробляє подальше окислення залишилися домішок. Результатом цього окислення є рідкі та бідні залізом шлаки, які випускаються з горна через отвір в сокової дошці. Частина, що залишилася в горна напіврідка маса при наступному підйомі знову розплавляється перед фурмою і знову втрачає деяку кількість домішок, причому окислюється значна кількість заліза і утворюється шлак, багатий його оксидами. Цей шлак виробляє подальше окислення домішок. При кінці операції, внаслідок добавки в горн багатих шлаків, остаточно видаляються всі домішки, дією ж сильного дуття утворилися залізні окисли енергійно обезуглероживающего крицю. Механічна обробка криці складається з обтискача і проковки її. Обжимання криця має на меті вичавити шлак, який залишився ще в рідкому вигляді в проміжках між частинками заліза. Для цього вийняту крицю з горна обжимають спершу слабкими і рідкісними ударами лобового молота, щоб дати можливість видавитися всім шлакам. Потім більш частими ударами ущільнюють всю масу, повертаючи при цьому крицю на ковадлі так, щоб вона прийняла вигляд довгастого бруска. Обтиснуту крицю підігрівають ще раз в тому ж горна або в особливій підігрівальні печі і обжимають її вдруге (пробивають), надаючи шматку квадратний перетин (від 6 "до 8" в стороні). Таким чином оброблена криця носить назву К. шматка або К. болванки. К. болванку потім знову підігрівають в зварювальних печах і проковують, а найчастіше прокочують в смуги, звані червоними болванками. Розміри червоною болванки залежать від подальшого її призначення; так, напр. для покрівельного заліза вона має 3 "-4" в ширину і 1 "в товщину; для котелень листів ширина 7 1/2" і товщина 1 1/2 ".
Література: Rinmann, "Geschichte des Eisens"; Tunner, "Die Stabeisen und Stahlbereitung"; Carl Hartmann, "Hohofen und Hammermeister"; Wedding, "Die Darstellung des schmiedbaren Eisen"; Karsten, "Handbuch der Eisenhüttenkunde"; Kerpely, "Bericht über die Fortschritte der Eisenhüttentechnik" і "Die Anlage und Einrichtung der Eisenhütten"; Durre, "Das Eisenhüttenwesen"; Ledebur, "Handbuch der Eisenhüttenkunde"; Percy, "Traité complet du Metallurgie"; "Гірський Журнал": 1836 г. V, 146; 1 838, I, 129; 1842, II, 468; 1846 II, 443 і III, 172; 1850 II, 325; 1852 IV, 83; 1 855, I, 115; 1858 III, 116; 1 866, IV; 1867 I, 1; 1869, I; Тисячу вісімсот сімдесят шість, II, 101; 1889 році, III, 267; 1890, I, 244.
Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза і І.А. Ефрона. - К Брокгауз-Ефрон. 1890-1907.