Среди различных способов производства стали, особую актуальность получил кислородно-конвертерный способ. В основном, кислородно-конверторный способ используется для получения углеродистых сталей. Преимуществами этого способа является высокая производительность, количество производимой стали за 45 минут составляет 300-350 т. Кислородно-конвертерный процесс производства стали используется во всем мире и считается наиболее прогрессивным.
Что такое конвертор и как происходит образование стали, мы выясним в этой статье.
Итак, что представляет собой конвертер?
Кислородным конвертером называют некий сосуд, имеющий грушевидную форму. Снаружи конвертер состоит из стального листа, а изнутри – выложен кирпичом, емкостью 130 – 350 т жидкого чугуна. Конвертер имеет горизонтальную ось, и может совершать поворот углом 360 градусов.
Шихтовым материалом для изготовления стали является жидкий чугун, стальной лом, железная руда, боксит и т.д. При этом содержание в чугуне таких веществ, как С, Mn, Si, и P должно составлять 3,7—4,4%, 0,7—1,1%, 0,4—0,8%, 0,03—0,08 и 0,03—0,08% соответственно. В извести должно содержаться не менее 90% CaO.
Как происходит плавление чугуна и образование стали в конвертерных печах?
Сначала конвертер наполняют скрапом, наклонив его при помощи завалочных машин. После этого в конвертер помещают жидкий чугун, нагретый до температуры 1250-1400 градусов. Наполненный чугуном конвертер вновь устанавливают в вертикальное положение.
На следующем этапе происходит подача кислорода в конвертер при помощи кислородной фурмы. Этот процесс называется продувкой. Параллельно с подачей кислорода, в конвертер помещают шлакообразующие материалы. Действие кислорода на металл связано с высоким давлением подачи. Именно за счет давления кислород проникает в металл. Взаимодействие чугуна и кислорода вызывает окисление примесей чугуна.
Возможны два способа производства стали в конвертерах: бессемеровский и томасовский
Бессемеровский способ
Бессемеровским способом происходит переработка кремнистых чугунов, которые дают кислый шлак. Находящийся в чугуне фосфор остается в полученной стали.
Бессемеровский процесс осуществляется в три этапа. Сначала происходит окисление кремния, марганца и железа. Этот этап длится до 6 минут. В его основе – образование шлаков при повышении температуры до 1750 градусов. После того, как из чугуна выгорит кремний и марганец, наступает второй этап – окисление углерода и сгорание примесей. Последний этап связан с появлением дыма бурого цвета. Это говорит о том, что весь кремний выгорел.
Томасовский способ
Отличие этого процесса состоит в том, что в конвертер перед началом работы вводят известь. При этом шлак переводится в окись фосфора. Данный способ позволяет увеличить количество содержащегося фосфора в выплавляемой стали.
Благодаря обогащению дутья кислородом, можно добиться более быстрого выплавления стали, имеющей высокое качество.
Итак, давайте коротко рассмотрим основные этапы получения стали в конвертерных печах.
- Наполнение конвертера жидким чугуном
- Вдувание в конвертер с чугуном кислорода
- Наполнение конвертера шлаками
- Окисление примесей чугуна под влиянием кислорода
- Образование стали
Процесс получения стали кислородно-конвертерным способом требует четкого соблюдения технологии.