» » Развитие науки о печах
02.06.2015

История развития науки о печах слагается из научных работ и открытий, непосредственно связанных с печной техникой, а также работ из области гидроаэромеханики, теплопередачи, теории горения, учения об огнеупорах, электротехники, физической химии, теории металлургических процессов и т. д. Рассмотрение истории развития всех этих дисциплин выходит за рамки настоящего раздела. Соответственно ниже мы остановимся лишь на работах первой группы, т. е. непосредственно связанных с печной техникой.
Из этой группы работ следует прежде всего упомянуть труды М.В. Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных дел» и «О вольном движении воздуха во рудниках примеченном», в которых впервые были сформулированы сущность и принципы работы печей с естественной тягой, в 1838 г. появились труды известного французского ученого Е. Пекле о работе и конструкции заводских печей. В 1890—1910 гг. опубликованы работы М.А. Павлова «Атлас печей» и «Определение размеров доменных и мартеновских печей», в которых был систематизирован огромный материал по металлургическим печам и даны правила их конструирования.
В 1905—1925 гг. появились работы В. Е. ГрумТржимайло «Гидравлическая теория печей» и «Пламенные печи», в которых даны единые принципы конструирования печей. Труды В.Е. Грум-Гржимайло получили широкое признание как в России, так и за границей и утвердили научный приоритет нашей страны в создании первой научной теории печей.
В основу гидравлической теории печей положены три основных положения;
1) теория печей одинакова приложима к печам различного технологического назначения;
2) теория печей должна базироваться на процессе движения газов, закономерности которого описываются гидравликой;
3) движение газов в печах аналогично движению легкой жидкости в тяжелой, т. е. происходит под действием сил, возникающих вследствие разности удельных весов (естественное движение).
Гидравлическая теория печен с успехом применялась в свое время для конструирования и управления тихоходными печами с естественным движением газов и сыграла весьма большую роль в развитии науки о печах. Однако по мере интенсификации печей и развития учения о горении и теплообмене эта теория, базировавшаяся в основном на законах естественного движения газов, оказалась неспособной правильно объяснять многие явления, происходящие в металлургических печах. В настоящее время гидравлическая теория должна рассматриваться только как этап в развитии теории печей, хотя отдельные ее положения, такие как необходимость общей теории печей, использование законов гидравлики в механике газов, сохранили свое значение.
Ценным вкладом в науку о печах явились работы американского ученого В. Тринкса по теории и конструированию промышленных печей, опубликованные в 1923—1930 гг. Наибольшую известность получила его Монография «Промышленные печи». В 1926—1940 гг. появились работы Н.И. Доброхотова «Критика гидравлической теории печей», «Механика газов в мартеновских печах» и др., в которых на основе новейших научных данных по механике газов и теплопередаче расширялась и углублялась теория печей и давались новые принципы расчета печей, топок и газогенераторов. Большой заслугой Н.И. Доброхотова является то, что он одним из первых использовал все новое и прогрессииное из бурно развивающихся отраслей науки: аэромеханики, учения о теплообмене, теории горения и др., чем в значительной степени содействовал правильному развитию науки о печах. Научное направление в области теории печей, возглавлявшееся Н.Н. Доброхотовым, известное первоначально как «Общая теория печей», было впоследствии названо «Энергетической теорией печей». Однако, несмотря на правильность и научную ценность многих положений, энергетическая теория печей все же недостаточно учитывала ряд процессов, протекающих в печах, а потому при практической проверке оказалась неполноценной и в настоящее время также должна рассматриваться как этап развития науки о печах.
В дальнейшем развитии науки о печах и формировании их теории особое значение имели труды М.А. Глинкова, И.С. Назарова, Б.И. Китаева и др. Развитию теории печей цветной металлургии содействовали работы Н.П. Асеева, В.И. Смирнова, И.М. Рафаловича, Д.А. Диомидовского и др.
История науки об электрических печах начинается с трудов В.В. Петрова, открывшего в 1802—1804 гг. электрическую дугу и применившего ее для плавки металлов. В 1908 г. в России опубликованы работы А.И. Лодыгина по индукционным печам, в которых показаны новые конструкции печей. Большое значение для развития теории и практики электропечестроения сыграли труды С.И. Тельного по теории дуговых печей, М.С. Максименко по теории руднотермических печей, В.П. Вологдина по индукционным печам, Н.В. Окорокова, Г.А. Сисояна, А.М. Микулинского и др. Следует отметить работы зарубежных ученых — Н. Вочке, Р. Тауссига, М. Пирани, В. Пашкиса, О. Барта. Русса и др.