Занимательно о железе

Вышеописанное вполне осуществимо в текущем столетии, а в более далекой перспективе использование ЯЭУ вероятнее в производстве губчатого железа. При этом установки для производства губчатого железа и выработки электроэнергии, а также ядерный реактор представят единый производственный комплекс. Температура гелия на выходе из реактора при восстановлении природным газом должна составить 900°С, а при твердом восстановителе (кокс, каменный уголь, бурый уголь) 1200°С. Тепло от ядерного реактора используется для конверсии природного газа, нагрева восстановительного газа, производства пара. В этих проектах предполагается выплавлять сталь в электропечах и опять-таки с использованием электроэнергии, полученной в ядерном реакторе.

Несмотря на встретившиеся трудности, комплексное изучение проблемы применения ядерной энергетической установки в черной металлургии показывает, что разработка и расширение видов технологии, которые могут быть переведены на ядерную энергию, являются одним из важных направлений научно-технического прогресса в металлургии на длительную перспективу.

Солнечная металлургия

Жолио-Кюри считал, что проблема использования лучистой энергии Солнца более важна, чем даже освоение атомной энергии. Солнечная энергетика — реальность наших дней.

В настоящее время, когда технический прогресс требует новых источников энергии и когда остро стоит вопрос экономии природных энергетических ресурсов, большое значение придается использованию солнечной энергии. Уже сейчас области ее применения достаточно широки: от нагревательных приборов до опреснительных установок и электростанций. Однако бесплатная солнечная энергия пока еще дорого стоит. Слишком сложны гелиоустановки, мал их к.п.д.

И тем не менее установки появляются.

А каковы перспективы гелиотехники в металлургии?

Современная солнечная печь — это гелиоустановка, предназначенная для плавки и термической обработки материалов. Рабочие температуры в ней 2300–3000°С. Применяют ее при обработке материалов в особо стерильных условиях, исключающих внесение примесей в обрабатываемый материал.

Одна из наиболее крупных солнечных печей мощностью 1200 кВт построена во Франции в Одийло. Похожие на отполированные щиты 63 плоских гелиостата-отражателя направляют солнечные лучи к зеркалу печи. Диаметр зеркала равен высоте 18-этажного дома! Неудивительно, что в фокусе такого зеркала можно получить температуру свыше 3000°С.

Чтобы собрать в пучок солнечные лучи и направить их в одну точку, понадобились сложные механизмы и огромные площади: 20 840 зеркал собирают прямое солнечное излучение с площади 20 тысяч квадратных метров. Лучи Солнца гелиостаты направляют на неподвижное параболическое зеркало. Оно собирает и направляет лучи в одну точку, накаляя печь до температуры свыше 3000°С. Сравните: на Солнце температура 6000°С.

Что же “варят” в печи? Первым делом — тугоплавкие металлы. Печь, например, может выдать за смену до 1 тонны окиси циркония. Разрабатываются способы превращения термической энергии в электрическую. Во Франции и во многих странах мира, в том числе и в нашей стране, идет интенсивный поиск путей использования солнечной энергии.

Еще в начале 60-х годов в Ташкенте была создана солнечная печь. Около нее слева находился оптический прибор — гелиостат, который отраженные от зеркал солнечные лучи собирал в пучок. Справа находилось параболическое зеркало диаметром 2 метра. Ориентируясь по Солнцу, гелиостат направляет пучок параллельных лучей на зеркало, которое концентрирует их в кружок диаметром 14–16 миллиметров. Здесь создается температура 3000°С и выше. На этой гелиоустановке проводились опыты по резке и сварке металлов.

Солнечные печи имеют особые, совершенно исключительные преимущества для выполнения тонких регулируемых процессов плавки металлов высокой чистоты. Здесь процесс нагрева не связан с наличием электрических или магнитных полей, отсутствует в них контакт обогреваемого объекта с продуктами сгорания. Нагрев в солнечной печи можно вести в вакууме или любой контролируемой газовой среде. В ней металл не вступает в нежелательные химические реакции с другими веществами в отличие от обычной электропечи.

В поселке Кацивели близ Симеиза, где в году солнечных дней наибольшее число, начато строительство гелиоцентра Института проблем материаловедения АН УССР. Ученые решили “поручить” Солнцу плавить сверхчистые металлы. Здание и оборудование будут установлены на холмах, гелиостаты, словно шляпки подсолнечника, будут постоянно следить за Солнцем, поворачиваясь вокруг своей оси. Температура в фокусе параболических зеркал достигает 3500°С. Это позволит плавить металл химически чистый.

Ученые Ереванских отделений ВНИИ ПКТИ источников тока и ВНИИ кабельной промышленности за создание импульсной гелиоустановки старения материалов получили золотую медаль на международной Лейпцигской ярмарке.