БЕССЕМЕРОВСКИЙ ПРОЦЕСС

БЕССЕМЕРОВСКИЙ ПРОЦЕСС бессемерование
чугуна, один из видов передела жидкого чугуна в сталь без затраты топлива
(см. Конвертерное производство).

Б. п. был предложен Г. Бессемером
в
1856 в связи с растущими потребностями в стали, вызванными ростом ж.-д.
строительства, судостроения и машиностроения; он был прогрессивным для
того времени методом получения литой стали. Первые заводские опыты произ-ва
бессемеровской стали в России относятся к концу 50-х гг. 19 в. (уральские
заводы Кушвинский, Нижнеисетский, Сысертский, Всеволодо-Вильвинский и др.).
При организации Б. п. в пром. масштабах рус. металлурги (Д. К.
Чернов
на
Обу-ховском в 1872 и почти одновременно К. П. Поленов на Нижнесалдинском
з-дах) пошли самостоят. путями и разработали особый способ передела малокремнистых
чугунов в бессемеровском конвертере, получивший назв. русского бессемерования.
Этот способ характеризовался высоким нагревом чугуна в вагранке (Обуховский
з-д) или в отражательной печи (Нижнесалдин-ский з-д) перед его заливкой
в конвертер. Б. п. обычно осуществляется в конвертерах с донной продувкой
через установленные в днище конвертера фурмы. Сквозь жидкий чугун,
залитый в бессемеровский конвертер, продувают сжатый воздух, чаще атмосферный,
реже - обогащённый кислородом. Под воздействием дутья примеси чугуна (кремний,
марганец, углерод) окисляются, выделяя значит, количество тепла, в результате
чего одновременно снижается содержание примесей в металле и повышается
темп-ра, поддерживающая его в жидком состоянии. В произ-ве стали для фасонного
литья применяют небольшие конвертеры с боковой продувкой. Этот процесс
получил назв. малого бессемерования.

Течение Б. п. определяется прежде
всего хим. составом и темп-рой заливаемого в конвертер чугуна. В Б. п.
значит. роль играет кремний, окисление к-рого в начале процесса способствует
повышению темп-ры в тот период, когда она ещё недостаточна для реакции
обезуглероживания.
Чем
выше степень перегрева чугуна сверх темп-ры плавления, тем ниже содержание
кремния в чугуне. Бессемеровский чугун по содержанию Si делят на три группы:
холодный (менее 1,0% Si), химически нормальный (1,0-1,5% Si) и химически
горячий (св. 1,5% Si). По степени нагрева заливаемого в конвертер чугуна
различают: горячий (1350°С и выше), физически нормальный (1250 -1350°С)
и физически холодный (ниже 1250°С) чугун. Регулируя соотношение факторов
(хим. состав, гл. обр. содержание кремния, и темп-ру чугуна), строят тепловой
баланс Б. п., определяющий нормальный его ход и надлежащие свойства конечного
продукта -стали.
Ход Б. п. (т. е. последовательность реакций окисления
примесей чугуна) обусловливается темп-рным режимом. Темп-ру Б. п. регулируют
изменением количества дутья или введением в конвертер добавок к металлу.
Для понижения темп-ры металла обычно вводят стальной скрап, руду или окалину.
При недостатке тепла практикуется присадка ферросплавов,
богатых
кремнием. Темп-pa металла при выпуске ок. 1600°С. Продутый металл, т. н.
бессемеровская сталь, содержит в растворе избыток кислорода в виде закиси
железа (FeO). Поэтому заключит. стадия плавки - раскисление металлов
с
помощью ферросплавов.

Получающиеся при продувке чугуна
нелетучие окислы входящих в его состав элементов (кремнезём, закиси марганца
и железа - SiOфутеровки образуют шлак, хим. состав к-рого по ходу продувки непостоянен.
Примерный хим. состав шлака нормально проведённой операции при изготовлении
низкоуглеродистой стали: 60% SiO15% FeO, 17% МпО.незначит. содержание CaO + MgO. Ярко выраженный кислотный
характер шлаков при наличии также кислой футеровки конвертера не даёт возможности
при Б. п. удалить из металла вредные примеси -фосфор и серу. Лишь незначит.
доля фосфора улетучивается с газами в парообразном состоянии. Чистота в
отношении серы и фосфора - непременное требование к бессемеровским чугунам.
Для выплавки бессемеровского чугуна пригодны лишь спец. ч бессемеровские"
руды с содержанием фосфора не более 0,025-0,03%, запасы к-рых весьма ограничены.

Высокое содержание азота в дутье
существенно отражается на тепловом балансе Б. п.: на нагрев балластного
азота (осн. компонента дымовых газов при средней их темп-ре 1450°С) расходуется
ок. 630 кдж (150 ккал) тепла на 1 кг продуваемого
чугуна. Кроме того, наличие азота в металле, в к-ром он частично растворяется,
резко ухудшает качество стали.

Всё повышающиеся требования к стали
и наряду с этим значит, уменьшение запасов "бессемеровских" руд привели
к резкому сокращению бессемеровского произ-ва. Этому способствовала также
и ограниченная ёмкость конвертеров донного дутья (до 50 т). Произ-во
бессемеровской стали (в % к общему произ-ву стали) составляет: в СССР-1,5;
США -0,2; Франции - 0,3; Англии - 0,06. Более перспективны, чем Б. п.,
мартеновский процесс, а в последние десятилетия - кислородно-конвертерный
процесс.

Лит.: Афанасьеве. Г., Исследование
бессемеровского процесса, М., 1957; Лапицкий В. И., Ступарь Н. И., Легкоступ
О. И., Металлургия стали, М., 1963; Левин С. Л., Сталеплавильные процессы,
К., 1963; Сталеплавильное производство. Справочник, т. 1, М., 1964.

С. Г. Афанасьев.