Конвертерный способ получения стали

Конвертерный сталеплавительный процесс может осуществляться бессемеровским и кислородно-конверторным способами, которые основаны на использовании конвертера — стального сосуда, футерованного огнеупором. Он установлен на двух цапфах, которые дают возможность наклонять его для заливки чугуна и выпуска стали.

При получении стали в бессемеровском конвертере заполнение конвертера жидким чугуном и продувка его воздухом осуществляется через днище. Данный способ и его модификации (то-масовский способ, русское бессемерование и т. д.) отличаются высокой производительностью и не требуют дополнительного топлива. В то же время полученная этим способом сталь имеет повышенное содержание фосфора, серы и азота, взятых из воздуха, что делает ее менее качественной.

При кислородно-конвертерном способе (рис. 1.4) для продувки используется технически чистый кислород, который под давлением 1,6—1,8 МПа подают в конвертер 3 через вертикальную трубчатую водоохлаждаемую фурму 4, не доходящую до металлической ванны. Достигается высокая температура за счет теплоты экзотермических реакций окисления примесей и расплавленного чугуна, что дает возможность перерабатывать чугун

Рис. 1.4. Кислородный конвертер: 1 — станина; 2 — опорное кольцо с цапфами; 3 — стальной корпус с футеровкой; 4 — кислородная фурма; 5 — рабочее пространство; 6 — выпускная летка для стали; 7 — опорные узлы станины; 8 — механизм поворота; 9 — расплав стали

практически любого химического состава и добавлять в чугун скрап (железный лом).

Проникающий в чугун кислород окисляет железо, оксид железа вступает во взаимодействие с примесями, находящимися в чугуне. При этом углерод выгорает:

Ре0₂ + С -» Ре + СО

Одновременно с кислородом в плавку вводят шлакообразующие материалы. Наличие в шлаке большого количества СаО и активное перемешивание металла и шлака при плавке обеспечивают удаление серы и фосфора, так как образуются соединения, растворимые в шлаке и не растворимые в металле (Са5, Р₂0₅ • 4СаО). Когда содержание углерода достигает заданного, подача кислорода прекращается.

Для улучшения качества стали, более глубокого обезуглероживания, увеличения доли скрапа в конвертер вместе с кислородом сверху и через донные отверстия подают природный газ, аргон и азот, парокислородную и аргонокислородную смесь, порошкообразный СаО. В конвертерах вместимостью 150—350 т плавка протекает за 25—50 мин.

Кислородно-конвертерный процесс производства стали является самым производительным. Данным способом выплавляется основная масса углеродистых и низколегированных сталей.

Весь процесс — загрузка (лома, чугуна, флюсов), продувка, раскисление, слив шлака и выпуск металла — занимает менее 1 ч.

Выплавка в кислородном конвертере отличается достаточно высокой точностью получения стали заданного содержания. Затраты энергии при этом способе по сравнению с мартеновским ниже на 27 %.