Александр Федоров - Огненный воздух

Фашистское нашествие временно приостановило работу наших основных станций подземной газификации, находящихся в Донбассе. Эти станции были разрушены врагом. Однако и в годы войны работа в области подземной газификации не прекращалась ни на минуту. Десятки миллионов кубических метров горючего газа выдала заводам станция «Подземгаз» в Подмосковном угольном бассейне.

Работа по дальнейшему совершенствованию подземной газификации угля продолжается. Перед народным хозяйством нашей страны открывается большое будущее. Ведь угольная промышленность, несмотря на механизацию многих трудоемких работ, требует огромных затрат человеческого труда. Добывая уголь, человек углубляется в землю на сотни метров, с помощью сложных машин он раздробляет угольный пласт, поднимает уголь на поверхность земли, очищает его, сортирует и развозит по всей стране. Немало угля при этом остается под землей. А многие угольные пласты и вовсе не разрабатываются, так как они слишком тонки: в них не могут разместиться для работы человек и его механизмы.

Газификация угля под землей освободит человека от тяжелого подземного труда, поможет избежать больших потерь при угледобыче и даст возможность использовать даже самые тонкие пласты угля.

Добыча газа из подземных угольных пластов потребует большого количества кислорода, ускоряющего процесс газификации и позволяющего получить полноценный горючий газ.

Кислород активно поддерживает горение. Значит, его целесообразно применять прежде всего в тех процессах, которые связаны с горением, с получением высоких температур. Таким процессом, помимо газификации твердых топлив, является производство чугуна, стали и многих других металлов. Использование кислорода в металлургии сулит настоящую техническую революцию в этой наиболее древней и наиболее важной отрасли промышленности. «Огненный воздух», поданный в домну или сталеплавильную печь, не только увеличит количество выплавляемого металла, но и позволит значительно упростить устройство металлургических агрегатов.

В металлургических печах, где выплавляются чугун и сталь, царят высокие температуры. Поэтому великий русский ученый Д. И. Менделеев назвал металлургию химией высоких температур. Кажется, ни одна отрасль промышленности не потребляет столько топлива и кислорода, сколько металлургия. Современный крупный металлургический завод, выпускающий в год один миллион тонн стали, требует два миллиона тонн угля и свыше трех миллиардов кубических метров кислорода.

До сих пор в металлургические печи вводится воздух. Но в воздухе азота в четыре раза больше, чем кислорода. Значит, вместе с тремя миллиардами кубометров кислорода через плавильные печи нашего завода пройдет не менее двенадцати миллиардов кубических метров азота. Этот азот является вредным балластом металлургического производства. Как много тепла необходимо затратить для бесполезного нагрева такого огромного количества азота! Если уменьшить количество азота, поступающего, например, в домну, то значительно возрастет температура в горне, быстрее будут выгорать примеси, скорее закончится выплавка металла.

Чтобы создать в доменной печи необходимую температуру, воздух предварительно подогревают до 700–800 градусов. Для этого мощные воздуходувные машины нагнетают воздух в громадные, высотой до 20 метров, башни — кауперы, стоящие возле каждой домны. По величине каждый каупер лишь немного уступает самой доменной печи. Кауперы, нагретые отходящими из домны газами, передают свое тепло воздуху. Выйдя из кауперов, горячий воздух по трубопроводам поступает в доменную печь.

Металлурги определили, что, вдувая в доменную печь воздух, в ней можно достигнуть температуры в 2000 градусов. Но если количество кислорода в дутье увеличить втрое, температура в домне возрастет до 3000 градусов и даже еще выше. Предварительное нагревание вдуваемого в печь воздуха становится ненужным даже тогда, когда он содержит 30 % кислорода.

Перед войной, в сентябре 1940 года, в СССР была пущена опытная доменная печь, работающая на дутье с увеличенным количеством кислорода. Печь давала до двухсот тонн чугуна в сутки, в 2–2,5 раза больше, чем обычная домна таких же размеров; вместе с тем сокращался расход топлива — кокса. Перед металлургией открылись, таким образом, новые блестящие перспективы. Появилась возможность не только резкого повышения производительности плавильных печей, но и значительного упрощения всех металлургических агрегатов.