Vận hành Lò đứng

Một lò đứng đang vận hành tại Đại học bang lập WayneDetroit, bang Michigan.

Để bắt đầu vận hành sản xuất hay một 'chiến dịch sản xuất', lò được xếp các lớp than cốc và nhóm lửa bằng đuốc. Một số lò đứng nhỏ có thể nhóm lửa bằng gỗ để làm than cốc bắt cháy. Khi than cốc bắt cháy, không khí được đưa vào các lớp than cốc thông qua các lỗ thông hơi, gọi là ống gió hay tuye, bố trí ở vùng gờ thuộc phần dưới của lò đứng. Gỗ, than củi hay sinh khối cũng có thể được sử dụng làm nhiên liệu đốt lò. Các khí có thể cháy cũng có thể được bổ sung vào không khí và được thổi thông qua lỗ ống gió của lò để bổ sung nhiên liệu đốt lò.

Khi than cốc rất nóng thì các mảnh kim loại rắn được nạp vào lò thông qua lỗ trên đỉnh lò thành từng lớp. Kim loại được nạp xen kẽ với các lớp bổ sung than cốc mới. Đá vôi được thêm vào để làm chất trợ dung. Do nhiệt tăng cao bên trong ống đốt nên kim loại nóng chảy và nhỏ thành giọt qua lớp đáy than cốc để thu thập tại bể ở đáy lò, nằm ngay phía trên các cửa đáy. Trong quá trình nóng chảy thì phản ứng nhiệt động lực học diễn ra giữa nhiên liệu và luồng gió vào. Cacbon trong than cốc kết hợp với oxy trong không khí tạo ra cacbon monoxit và khí này tiếp tục cháy thành cacbon dioxide. Một lượng cacbon nhất định hòa tan vào các giọt kim loại chảy lỏng đang rơi xuống và làm tăng hàm lượng cacbon trong kim loại. Các bánh ferrosilic, ferromangansilic carbide cũng có thể được thêm vào liệu nạp lò. Với silic carbide nạp lò thì nó bị phân li và cacbon cùng silic hòa tan trong kim loại nóng chảy. Tương tự, ferrosilic và ferromangan cũng nóng chảy và kết hợp với sắt nóng chảy trong bể ở đáy lò đứng. Các bổ sung ferromangan, ferrosilic và silic carbide hay các tác nhân tạo hợp kim khác vào sắt nóng chảy được sử dụng để làm thay đổi thành phần của hợp kim sắt nóng chảy nhằm phù hợp với các nhu cầu khác nhau đối với vật đúc.

Quặng thô kích thước cỡ hạt đậu của các kim loại như sắt, đồng, chì và ngay cả quặng chứa các kim loại quý cũng có thể nấu chảy trong lò đứng hay lò cao.

Người vận hành lò đứng được gọi là "thợ cả lò đứng". Trong quá trình hoạt động của lò đứng kiểu tháo lò thì thợ cả quan sát lượng sắt tăng cao dần trong bể của lò đứng. Khi mức kim loại đủ cao thì thợ cả lò đứng sẽ mở "lỗ tháo kim loại"/"cửa ra kim loại" để kim loại lỏng chảy vào một gầu rót hay một dụng cụ đựng nào đó để chứa kim loại lỏng. Khi lượng kim loại lỏng được tháo kiệt thì "lỗ tháo kim loại" được bịt lại bằng một nút bịt chịu lửa làm từ đất sét.[8]

Thợ cả lò đứng quan sát lò bằng kính ngắm hay thông qua điểm ruồi ở các ống gió. Xỉ sẽ nổi lên trên bể sắt lỏng đang hình thành. Lỗ tháo xỉ nằm cao hơn trên thành lò và thường thì ở phía sau hay ở phía bên của lỗ tháo kim loại. Nó được mở ra để tháo xỉ. Độ nhớt thấp (khi trợ dung phù hợp) nên xỉ lỏng nóng đỏ sẽ dễ dàng chảy ra ngoài. Đôi khi xỉ tháo ra từ lỗ tháo xỉ được thu thập trong một đồ chứa hình chén nhỏ, để làm nguội và cứng lại. Sau đó nó được đập vỡ và kiểm tra bằng mắt. Với các lò đứng có lớp lót chịu lửa có tính axit thì xỉ màu ánh xanh lục nghĩa là trợ dung phù hợp và vừa đủ. Trong các lò đứng có lớp lót chịu lửa có tính base thì xỉ có màu nâu.

Sau khi lò đứng sản xuất đủ lượng kim loại cung cấp cho xưởng đúc thì người ta dừng hoạt động lò, tắt gió vào và trụ chống các cửa đáy được đánh ngã sao cho các tấm cửa đáy với khớp bản lề được mở ra hay 'làm rớt xuống' và các vật liệu còn lại trong lò sẽ rơi xuống phần sàn hay gầu đựng nằm giữa các chân đế. Vật liệu này được làm nguội và sau đó di dời đi. Lò đứng có thể được tái sử dụng nhiều lần. Một 'chiến dịch sản xuất' có thể kéo dài vài giờ, vài ngày, vài tuần hay vài tháng.

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Lò đứng http://donwagner.dk/cice/cice.html http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/484517-oy... //www.worldcat.org/oclc/2884198 http://www.hdowns.co.uk/hdweb_melting_page.htm https://www.britannica.com/technology/cupola-furna... https://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85034829 https://d-nb.info/gnd/4166187-4 https://id.ndl.go.jp/auth/ndlna/00574360 https://archive.org/details/cupolafurnacepra00kirk... https://archive.org/details/cupolafurnacepra00kirk...