A Foirnéise Pléasctha Te is foirnéis soinneáin déanta iarainn í a sholáthraítear le haer a réamhthéitear — go hiondúil go 900–1,300°C — sular séideadh isteach san fhoirnéis é trí shoic ar a dtugtar tuyeres, seachas aer de chuid teocht an tseomra ("soinneáin fuar") a chothú. Tarlaíonn an réamhthéamh féin i bpíosa trealaimh ar leith ar a dtugtar sorn soinneáin te (ar a dtugtar sorn Cowper freisin), agus is é an t-aer téite mar thoradh air sin ar a dtugtar an "soinneáin te." Úsáideann beagnach gach foirnéis soinneáin atá ag oibriú sa lá atá inniu ann an córas seo, mar go laghdaítear an t-ídiú breosla go mór le haer réamhthéite agus cuireann sé le haschur i gcomparáid leis na foirnéisí fuar-soinneáin a úsáideadh roimh na 1830idí.
Tá tábhacht ag baint leis an idirdhealú mar ní mionleasú amháin atá sa phléasc te - tá sé ar cheann de na dornán nuálaíochtaí a d'fhág go raibh déanamh iarainn cóc-bhreoslaithe ar scála mór inmharthana go heacnamaíoch ar an gcéad dul síos. Is féidir le foirnéisí soinneáin a chothaítear le haer réamhthéite go 900–1,250°C teochtaí bruithnithe de thart ar 1,650°C a ghiniúint, rud a laghdóidh go mór an tomhaltas cóc in aghaidh an tonna iarainn a tháirgtear. Is é an rud is tábhachtaí chun éifeachtúlacht foirnéise soinneáin nua-aimseartha a thuiscint ná tuiscint a fháil ar an gcaoi a n-oibríonn an córas soinneáin te — agus cén fáth a bhfuil tábhacht chomh mór le teocht an aeir sin.
Tá an córas foirnéise soinneáin te tógtha timpeall ar dhá phíosa trealaimh nasctha ag obair le chéile: an foirnéis soinneáin féin, áit a dtarlaíonn an t-imoibriú bruithnithe, agus an sorn(s) soinneáin te, áit a ndéantar an t-aer a théamh sula sroicheann sé an foirnéis riamh.
Is éard atá sa sorn go bunúsach ná blaosc cruach ingearach sorcóireach líneáilte le brící dóiteáin, agus an taobh istigh scartha ina dhá sheomra: seomra dócháin, ina ndóitear gáis ón bhfoirnéis soinneáin agus ó fhoinsí breosla eile, agus seomra athghiniúna líonta le seiceadóir brící teasfhulangacha a théitear ag an ngás dóite. Is iad na "brící seiceála" teasfhulangacha seo an meán stórála teasa - súnn siad teas le linn dócháin agus scaoileann siad níos déanaí é de réir mar a bhrúitear aer úr tríothu.
Ní ritheann sorn soinneáin the go leanúnach in aon mhodh amháin - malartaigh sé idir dhá chéim. Le linn na tréimhse ar-gháis (adhaint), déantar gás breosla a dhó chun stóráil theirmeach brící seiceála a théamh; le linn na tréimhse soinneáin, téitear aer trína shreabhadh tríd an stóráil theirmeach sin. Le linn na tréimhse urscaoilte ar-soinneáin, déantar aer úr a thiomáint ag gaothrán ag brú ardaithe trasna na brící téite, agus tar éis é a théamh go dtí chomh hard le 1,200°C, cothaítear an t-aer seo — ar a dtugtar soinneáin te anois — isteach ag bun na foirnéise soinneáin le haghaidh bruithniú amhiarainn.
Toisc nach féidir le sorn amháin gás a théamh agus aer a théamh ag an am céanna, déantar freastal ar fhormhór na bhfoirnéisí soinneáin ag trí shorn: agus dhá cheann á théamh, téann an soinneáin aeir trí sheomra athghiniúna an tríú sorn ar a bhealach isteach sa foirnéis soinneáin. Is é an rothlú seo a ligeann don fhoirnéis soinneáin soláthar leanúnach, gan bhriseadh aer te a fháil timpeall an chloig.
Téann an t-aer téite ón sorn go dtí an foirnéis trí phíobán bustle, a dháileann ar na soic te-soinneáin, nó tuyeres, atá suite timpeall bonn na foirnéise. Toisc gur gá an teocht soinneáin te a choinneáil seasmhach le haghaidh dea-éifeachtúlacht foirnéise, agus go dtiteann an teocht go nádúrtha de réir mar a fhuaraíonn sorn síos, déantar an soinneáin te a mheascadh le cion rialaithe de soinneáin fuar i seomra meascáin chun an teocht seachadta a choinneáil seasta fiú mar go bhfuil teas stóráilte sorn aonair á úsáid suas.
Ní aireagán nua-aimseartha é pléascadh te - téann sé go dtí tús an 19ú haois agus léiríonn sé ceann de na cinn ríthábhachtacha i stair na déanamh iarainn thionsclaíoch. Go dtí na 1820idí, measadh go raibh an t-aer fuar ar chaighdeán níos fearr ná an t-aer te, den chuid is mó toisc gur measadh go raibh an taise laghdaithe in aer fionnuar an gheimhridh tairbheach.
Rinne James Beaumont Neilson soinneáin te a chumadh agus a phaitinniú le haghaidh foirnéisí iarainn i 1828 ag Wilsontown Ironworks in Albain. Fuair Neilson amach go bhféadfadh sé ídiú breosla a laghdú ó 8.06 tonna guail go 5.16 tonna in aghaidh an tonna iarainn a tháirgtear trí an teocht soinneáin a ardú go díreach 300°F (149°C), agus go bhféadfaí laghduithe breise a bhaint amach ag teochtaí níos airde. Bhí na torthaí drámatúil agus infhíoraithe go tapa ar scála: Léiríonn figiúirí doiciméadaithe ó Oibreacha Iarainn Chluaidh idir 1829 agus 1833 gur úsáideadh bruithniú cóic fuar-soinneáin 8.2 tonna guail in aghaidh an tonna iarainn agus tháirg sé 37.5 tona muiceola in aghaidh na foirnéise in aghaidh na seachtaine, agus ghearr pléascadh te le cóc úsáid guail go 5.3 tonna agus d'ardaigh sé aschur go 54.9 tonna in aghaidh na seachtaine.
Bhí fíor-theorainneacha ag baint le trealamh bunaidh Neilson. Bhí tréithe leathnaithe éagsúla ag na píopaí iarann teilgthe a thacaítear laistigh d'oigheann bríce, rud a d'eascair roinnt píopaí scáinte, agus d'úsáid an trealamh seachadta tuyeres soladach agus joints leathair solúbtha nach bhféadfadh na teochtaí arda a sheasamh. Ní go dtí 1860 a chum an Sasanach Edward Alfred Cowper an chéad sorn soinneáin the ar éirigh leis — an dearadh athghiniúna, brící seiceála atá, i bhfoirm scagtha, fós ar an gcaighdeán tionscail inniu. Ba shuntasach an uchtú tapa a lean: bhí pléascadh te in úsáid go ginearálta ar fud na Breataine Móire faoi 1835, díreach seacht mbliana tar éis fionnachtain bunaidh Neilson.
| Cineál Foirnéise | Gual a Úsáidtear in aghaidh an Tona Iarainn | Aschur Iarainn Muc in aghaidh na Seachtaine |
|---|---|---|
| Soinneáin fuar le cóc | 8.2 tonna | 37.5 tonna |
| Soinneáin te le cóc | 5.3 tonna | 54.9 tona |
| Soinneáin te le gual | 3.0 tonna | 62.2 tonna |
Is í an phríomhchúis le hoibreacha soinneáin te ná teirmidinimic shimplí: ní mór aer fuar a théann isteach i bhfoirnéis a théamh trí bhreosla a dhó laistigh den fhoirnéis sular féidir leis aon rud úsáideach a dhéanamh, rud a dhramhaíonn cóc ar theocht an aeir isteach a ardú. Trí an soinneáin aeir a réamhthéamh sula dtéann sé isteach sa foirnéis, méadaítear ionchur teasa i bhfoirm teasa inbhraite a laghdaíonn an ráta cóc go díreach.
Deimhníonn taighde nua-aimseartha go bhfuil an gaol ag ráta an-intuartha. Maidir le gach méadú 100 ° C ar theocht an aeir asraon soinneáin te, is féidir cóimheas cóc na foirnéise soinneáin a laghdú 4-7%, is féidir aschur a mhéadú 3-5%, agus ardaíonn cumas insteallta guail dá réir. Cuireann meastachán tionscail ar leith é i dtéarmaí absalóideacha: laghdaítear ráta cóc na foirnéise soinneáin thart ar 4 go 6 kg in aghaidh an tonna de mhiotal te le gach méadú 10°C ar theocht soinneáin the ag an bpíobán fuadar.
Sin é freisin an fáth go bhfuil soinneáin te tar éis éirí riachtanach seachas roghnach de réir mar a tháinig teicneolaíocht foirnéise chun cinn. Meastar anois go bhfuil réamhtheas soinneáin de thart ar 1,200°C riachtanach nuair a bhíonn gual smidiríní á instealladh trí na tuyeres, mar go gcinntíonn pléascadh aer te téamh níos tapúla, pirealú an ghual, agus dó na táirgí gásacha a bhíonn mar thoradh air.
Ní thógtar gach sorn soinneáin te ar an mbealach céanna. De réir leagan amach agus struchtúir éagsúla an tseomra dócháin agus an athghiniúna, déantar soirn soinneáin te a roinnt go ginearálta i dtrí fhoirm bhunúsacha struchtúracha: dócháin inmheánaigh, dócháin sheachtrach, agus dócháin barr. Is mór an cheist a bhaineann le roghnú eatarthu cé mhéad spás urláir atá ar fáil agus cén bhuaic-theocht soinneáin the a bhfuil an oibríocht ag díriú uirthi.
I ndearadh dócháin inmheánaigh, is éard atá sa sorn balla teasfhulangach sorcóireach le balla deighilte ingearach inmheánach a roinneann an bhlaosc aonair isteach i seomra dócháin agus seomra seiceála ina bhfuil na brící seiceála. Is é seo an leagan amach traidisiúnta níos dlúithe, ach tagann sé le teorannú struchtúrach: tá láthair lag aitheanta ag dearadh an tseomra dócháin inmheánaigh le balla roinnte ag coirnéil an tseomra dócháin.
Tá soirn dócháin sheachtracha comhdhéanta de sheomra seiceála agus de sheomra dócháin ar leith, agus iad ceangailte ag crosbhealach seachas balla inmheánach roinnte. Má dhéantar an dá sheomra a scaradh ina sliogáin ar leith, baintear an pointe lag strus cúinne den dearadh inmheánach agus tacaíonn sé go ginearálta le buaictheocht.
Níl aon seomra dócháin sa ghnáthchiall ag catagóir sorn níos nuaí - tugtar soirn dócháin cruinneachán orthu, soirn gan seafta, nó soirn Kalugin. Tríd is tríd, tá feabhsuithe móra tagtha ar theicneolaíocht sorn soinneáin te, go háirithe dearadh agus cáilíocht a chuid teasfhulangacha, le blianta beaga anuas, ag teacht ar leibhéal aibíochta a chinntíonn saol feachtais níos mó ná 30 bliain le haghaidh sorn dea-thógtha.
Toisc go mbíonn teochtaí an-difriúla ag criosanna éagsúla den sorn, ní féidir aon bríce teasfhulangach amháin a úsáid ar fud. Tá an roghnú ábhar cisealta de réir cé chomh te a fhaigheann gach cuid den seomra seiceála.
Is é an cur chuige cisealta seo — grád teasfhulangach a mheaitseáil leis an teas a bhíonn ag gach crios féin — a ligeann do shorn amháin grádán teochta a láimhseáil go sábháilte a théann trasna na céadta céim ó bhun go barr.
Sábhálann soirn soinneáin theo méideanna ollmhóra cóc, ach is tomhaltóirí suntasacha fuinnimh iad féin - rud nach ndéantar dearmad air go minic agus éifeachtacht fhoriomlán foirnéise soinneáin á meas. Is ionann méid an gháis foirnéise soinneáin a theastaíonn ó na sorn agus thart ar 40% den aschur iomlán gáis foirnéise soinneáin, agus is féidir le tomhaltas fuinnimh sorn 25% de thomhaltas fuinnimh iomlán an ghléasra a bhaint amach.
Ar bhonn in aghaidh an tonna, tá na huimhreacha ag insint go cothrom: bunaithe ar shonraí ó shé chóras sorn soinneáin te éifeachtach ar fud an domhain, is é an meánriachtanas iomlán fuinnimh príomhúil ná 1.8 GJ in aghaidh an tonna miotail te do na soirn soinneáin te, i gcomparáid le 11.6 GJ in aghaidh an tonna don fhoirnéis soinneáin féin. Ciallaíonn sé seo go bhfuil an córas sorn, cé go bhfuil sé níos lú i dtéarmaí iomlána fuinnimh ná an fhoirnéis, fós ina sciar bríoch agus inrialaithe d'úsáid iomlán fuinnimh an ghléasra - agus ceann ina sábhálann gnóthachain éifeachtúlachta go díreach coigilteas cóc.
Tá sé seo léirithe ag feabhsuithe praiticiúla ag gléasraí oibriúcháin i bhfíoruimhreacha seachas i dteoiric. I measc na dtorthaí doiciméadaithe ó bharrfheabhsú ceallraí sorn ag táirgeoirí cruach comhtháite na SA tá laghduithe ráta breosla sorn de 8 go 15 kg in aghaidh an tonna de mhiotal te agus arduithe teochta soinneáin te de 15 ° C go 30 ° C, rud a aistríonn go laghdú ráta cóc de thart ar 6 go 12 kg in aghaidh an tonna de mhiotal te.
I gcás aon duine a oibríonn nó a dhéanann meastóireacht ar chóras foirnéise soinneáin te, cinneann dornán paraiméadair go seasta cé chomh maith agus atá na soirn ag feidhmiú agus an áit a bhfuil éifeachtúlacht á baint nó á cailleadh.
OEM/ODM Ardfheidhmíochta Dócháin & Déantóirí Trealamh Teirmeach
