Кислород позволяет создать в домне любую практически необходимую температуру. Значит, работая на кислородном дутье, доменная печь будет выплавлять чугуны любых сортов и, кроме того, давать ценные тугоплавкие шлаки. А эти шлаки можно переработать в очень хороший строительный материал — портланд-цемент.
Один из побочных продуктов при работе домны — колошниковый или доменный газ. Он содержит около 30 процентов окиси углерода и поэтому является горючим газом.
Обычный доменный газ применяется для отопления кауперов и паровых котлов. По трубопроводам он направляется также и в сталеплавильные печи, но сжигается в них только в смеси с дорогим и ценным коксовым газом, получающимся при коксовании углей. Этим достигается необходимая для выплавки стали температура. Само собой разумеется, что если азота в дутье доменных печей будет меньше, то и выходящий из домны газ станет более ценным топливом. Поэтому колошниковый газ домны, работающей на кислородном дутье, явится прекрасным топливом для сталеплавильных печей. Он сможет пойти и для производства некоторых ценных химических продуктов. Такой доменный газ высвободит миллионы кубических метров коксового газа, которые целиком смогут быть использованы для получения искусственного жидкого топлива и других продуктов.
Не меньшие выгоды обещает применение кислородного дутья и при выплавке стали. Мартеновская сталеплавильная печь, работающая на кислороде, подобно домне, не потребует подогрева дутья. Самое сложное и дорогое устройство в современных мартеновских печах — громоздкие регенераторы, предназначенные для предварительного подогрева вдуваемого в печь воздуха, — станет ненужным. Кислородное дутье создаст в сталеплавильной печи необходимую температуру.
При кислородном дутье можно будет легко регулировать температуру в мартене: стоит только простым поворотом вентиля увеличить или уменьшить содержание кислорода в дутье.
Регенераторы современных мартеновских печей нагреваются за счет тепла отходящих из печи газов. Таким образом, значительная часть уходящего тепла возвращается в печь вместе с новыми порциями воздуха. Но как же удастся использовать огромное количество тепла, уносимое горячими газами из печи, работающей на кислородном дутье? Ведь регенераторы здесь не нужны.
Оказывается, решение этой задачи также под силу современной технике. Сталеплавильные печи, работающие на кислородном дутье, могут отдавать это тепло котельным установкам для производства пара, а пар всегда нужен любому заводу и для отопления и для приведения в действие ковочных молотов и других механизмов. Энергия пара может быть превращена в электрическую на заводской электростанции.
Подсчитано, что на каждую тонну стали, полученную в печи с кислородным дутьем, будет выработана тонна пара, а это весьма ощутимый вклад в энергетическое хозяйство металлургического завода.
Возможно, что применение кислорода в сталеделательной промышленности приведет к тому, что наши металлургические предприятия примут совершенно новый облик.
«Перспективы применения кислорода в металлургии, — говорит академик И. П. Бардин, — не воздушные замки, а крепости науки, которые надо взять. Но мы знаем, что нет таких крепостей, которых бы не взяла техника, вооруженная передовой наукой».
КИСЛОРОД В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И В ЖИЗНИ
В этой книге мы могли остановиться лишь на отдельных примерах практического использования кислорода. На самом деле область применения «огненного воздуха» значительно шире.
Одной из важнейших задач техники наших дней является всемерное ускорение технологических процессов. Можно смело сказать, что подавляющее большинство процессов современной техники основано на использовании кислорода. Горение топлива в любой печи, работа двигателя внутреннего сгорания, многочисленные химические процессы немыслимы без кислорода. Во все эти процессы кислород чаще всего входит как составная часть атмосферного воздуха. При искусственном увеличении количества кислорода в воздухе процессы будут протекать гораздо быстрее.
Уже сейчас кислород с большим успехом применяется в химической промышленности. Это позволяет, например, значительно увеличить выход азотной кислоты и получать ее более крепкой. Опыты показывают, что тем же путем можно получить больше серной и фосфорной кислот, карбида кальция, соды и других важных химических продуктов.
В цветной металлургии применение кислорода может увеличить выпуск меди, никеля и других металлов. Металлургические печи на кислородном дутье дадут, по-видимому, возможность получать ценные алюминиевые сплавы без больших затрат электрической энергии.
Но кислород используется не только в промышленности. Он находит широкое применение в медицине и в авиации.
Существование живого организма без кислорода невозможно. Человеческий организм даже в состоянии покоя потребляет в минуту до 0,3 литра кислорода. Во время работы потребность в кислороде может возрасти в 10 и более раз.
Кислород уже давно применяется в медицине в качестве лечебного средства. Нарушения нормальной деятельности органов дыхания и кровообращения обычно сопровождаются так называемым «кислородным голоданием» организма. Больному не хватает кислорода. В этих случаях искусственно повышают количество кислорода в воздухе или дают возможность больному дышать чистым кислородом.
Наряду с широко известными «подушками», наполненными кислородом, в больницах оборудуются теперь специальные кислородные палаты — плотно закрывающиеся комнаты, в которых поддерживается нужное содержание кислорода. Иногда в лечебных учреждениях применяются разборные кислородные палатки.
Кислородное голодание возникает также у людей, опускающихся в глубины моря или поднимающихся на большие высоты. Оно сопровождается сильной головной болью, сонливостью, а иногда и потерей сознания. Сейчас, собираясь в высотный полет, летчики берут с собой специальные кислородные аппараты для дыхания. На высоте в 4,5–5 километров, когда кислорода в воздухе оказывается недостаточно, они одевают на лицо резиновую маску и дышат тем кислородом, который они захватили с собой в небольшом баллончике. Современные высотные полеты на самолетах и ракетопланах стали возможны лишь благодаря применению кислорода для дыхания экипажа.
* * *Не прошло еще и сорока лет с тех пор, как в России, на Тентелевском химическом заводе впервые была пущена крохотная кислородная установка. Эта установка давала всего лишь 20 кубических метров кислорода в час. Перед Октябрьской революцией в царской России насчитывалось всего 18 таких установок. О сколько-нибудь серьезном практическом применении кислорода в промышленности тогда, конечно, не могло быть и речи.
За годы Сталинских пятилеток в нашей стране создана первоклассная машиностроительная промышленность. Мы освоили производство современных установок глубокого холода, позволяющих добывать жидкий кислород. Однако этими машинами не ограничивается механический парк нашей кислородной промышленности. Не всегда выгодно применять жидкий кислород. Ведь, вывозя его с кислородного завода, мы одновременно увозим огромное количество холода, для создания которого была затрачена электрическая энергия.
Поэтому наряду с установками жидкого кислорода применяют машины, дающие кислород сразу в газообразном виде, а такие машины потребляют гораздо меньше энергии.
Однако сделано еще не все. Для перевода на кислородное дутье доменных и сталеплавильных печей, химических и газовых заводов понадобятся мощные кислородные установки. Каждая из них будет вырабатывать в час десятки тысяч кубических метров дешевого «огненного воздуха». Над созданием таких установок работают советские конструкторы, и нет сомнения в том, что их труд увенчается успехом.
В будущем кислородные станции
