Въведение
Най-общо, значително количество високопещен чугун в течно състояние отива за производство на стомана. От познатите няколко начина за получаване на стомана, сега най-широко се използва кислородно-конверторният. При този метод, отстраняването чрез изгаряне (окисляване) на примесите на високопещния чугун - въглерод, манган, силиций, фосфор и
сяра, се извършва чрез вдухване на кислород над течния метал, без необходимост от допълнителен топлинен източник. Кислородно-конверторният (L-D) метод има следните положителни страни:
- висока производителност,
- използват се стоманени отпадъци (скрап), стигащи до 30% от масата на вкарвания в пещта чугун;
- съдържанието на азот в получаваната стомана е ниско;
- съоръжението (конверторът) за преработване на метала има повишена продължителност на използване.
1. Кислороден конвертор - устройство и последователност на работа
Конверторът е стоманен крушообразен съд (фиг.1). Отвътре е облицован с огнеупорни магнезито-доломитови тухли с основен характер. Има диаметър около 6 метра, височина до 10 метра и вместимост до 350 тона. Ориентировъчно, един такъв конвертор дава за по-малко от 40 минути около 200 тона стомана.
Конверторът е изграден от три части - горен конус с гърло, цилиндрична част и дъно. Конструиран е така, че да може да се завъртва около хоризонталната си ос. Има странично разположен отвор за изливане на стоманата без увличане на шлака.
В началото (фиг.2), конверторът се наклонява и през гърлото му се насипват стоманени отпадъци в твърдо състояние. Следва наливане на транспортирания от високата пещ чугун. Той е със съдържание на въглерод до 4,7% и на силиций до 1,5%, като предварително (извънпещно) е бил подложен на обезсеряване чрез продухване с калциев карбид или натриев карбонат (сода). Конверторът се изправя във вертикално положение и в него се спуска водоохлаждаема тръба, на края на която е разположена медна водоохлаждаема дюза. Разстоянието до нивото на течния метал е около 800-1200 mm. Започва вдухването на кислород. При достатъчно прогряване на метала, в конвертора се добавя и CaO за образуване на шлака при взаимодействието с отделилите се при продухването оксиди. След около 15-25 минути, време, за което се получава зададеното (ниско) съдържание на въглерод, фосфор и сяра, продухването се преустановява. Конверторът се наклонява, взимат се проби от метала, прави се експрес-анализ и само при необходимост от корекции, отново се изправя във вертикално положение за допълнително продухване. Ако съставът и температурата на стоманата са според изискванията, конверторът се наклонява по посока на отвора за изливане и се освобождава от метала. Накрая, през гърлото на конвертора се изсипва и шлаката.
 |  |
| Фиг.1. Общ вид на L-D конвертора | Фиг.2. Последователност на работа |
Позициите на двете фигури се попълват по време на учебния час.
Съставите и температурите на изходния чугун и получената стомана са в следните граници:
2. Процеси
При описания индиректен начин за добиване на стомана, отстраняването на примесите на високопещния чугун - въглерод, манган, силиций, фосфор и сяра, не изисква въвеждането на специално гориво в конвертора. Необходимата топлина за повишаване на температурата на метала (от ~1350 ºС за чугуна до ~1700 ºС за стоманата), се получава от екзотермичните реакции при окисляването на примесите. При продухването с кислород, вследствие на тези реакции, генерираната топлинна енергия е повече от достатъчна за самостоятелното (без гориво) поддържане на процеса.
Най-общо, екзотермичните реакции в конвертора са следните:
2Fe + O2
2FeOSi + O2
SiO22Mn + O2
2MnO4P + 5O2
2P2O52C + O2
2COC + O2
CO2,при което ферооксидът отдава своя кислород на по-активните от него елементи, също с отделяне на топлина:
Si + 2FeO
SiO2 + 2Fe2Mn + FeO
MnO + FeC + FeO
CO + Fe2P + 5FeO
P2O5 + Fe.
3. Задачи за изпълнение
Запознаване с устройството и работата на кислородния конвертор.
Литература и интернет
Списъкът на литературните източници и на свързаните с темата интернет-страници временно е свален.
Авторските права на публикуваните фигури са уредени със съответните им носители срещу поемане на рекламни (свързани с пари) ангажименти от страна на CastingArea. Поради това, фигурите не би трябвало да се ползват при писането и публикуването на учебни материали от други автори.
още теми по Материалознание 1 и 2 учебник по Материалознание 2 главна страница на CastingArea