КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНЫЙ ПРОЦЕСС
один
из видов передела жидкого чугуна в сталь без затраты топлива путём продувки
чугуна в конвертере технически чистым кислородом сверху.
О целесообразности использования кислорода при произ-ве стали в конвертерах
указывал ещё в 1876 русский металлург Д. К. Чернов. Впервые применил
чистый кислород для продувки жидкого чугуна снизу сов. инженер Н. И. Мозговой
в 1936. В 1939-41 на Московском заводе станкоконструкций извлекают из конвертера.
Продувка обычно длится 15-22 мин. Полученный металл содержит в растворе
избыток кислорода, поэтому заключит, стадия плавки - раскисление металла.
Течение
К.-к. п. (т. е. последовательность реакций окисления примесей чугуна)
обусловливается температурным режимом процесса и регулируется изменением
кол-ва дутья или введением в конвертер "охладителей" (скрапа,
железной
руды, известняка). Темп-pa металла при выпуске ок. 1600 °С. На рис.
приведена схема получения стали в кислородном конвертере. К.-к. п. осуществляется
в конвертере с основной смолодоломитовой (доломит, смешанный со смолой)
футеровкой и с глухим дном; кислород под давлением более 1 Л-Сн/м2
(10 кгс/см2) подаётся водоохлаждаемой фурмой через
горловину конвертера. С целью образования осн. шлака, связывающего фосфор,
в конвертер в начале продувки добавляют известь. Под воздействием дутья
примеси чугуна (кремний, марганец, углерод и др.) окисляются, выделяя
значит, количество тепла, в результате чего одновременно снижается содержание
примесей в металле и повышается темп-pa, поддерживающая его в жидком состоянии.
Когда содержание углерода достигает требуемого значения (кол-во углерода
определяется по времени от начала продувки и по кол-ву израсходованного
кислорода), продувку прекращают.
Схема получения стали в кислородном
конвертере; а - загрузка металлолома; 6-заливка чугуна; в
- продувка; г - выпуск стали; д - слив шлака.
Проводились опыты по продувке чугуна
сверху кислородом в 1,5-т ковше и выплавлялась сталь для фасонного литья.
Впервые К.-к. п. был опробован в пром. масштабе в Австрии в 1952. Первый
кислородно-конвертерный цех в СССР был введён в эксплуатацию в Днепропетровске
на металлургич. з-де им. Петровского в 1956.Применение при конвертировании
кислородного дутья вместо воздушного (см. Бессемеровский процесс, Томасовский
процесс) позволило получать сталь с низким содержанием азота (0,0020,006%
).
При К.-к. п. значительно увеличивается кол-во тепла, получаемого ванной
на единицу окисляющегося элемента, т. к. отсутствует расход тепла на нагрев
азота, вводимого в ванну при продувке воздухом. В связи с этим появляется
возможность переработки чугунов с низким содержанием кремния и фосфора,
а также переплава больших кол-в скрапа (до 25% ) или руды (до 5%
).
Обработка чугуна струёй кислорода, подаваемой на поверхность ванны, имеет
ряд преимуществ по сравнению с продувкой через днище. Высокотемпературный
кислородный факел, направляемый на поверхность ванны, интенсивно прогревает
шлак, поэтому возможно раннее наведение активного шлака и регулирование
содержания окислов железа в нём, что улучшает условия дефосфорации металла.
Удаление фосфора возможно при высоком содержании углерода в ванне. При
томасовском же процессе дефосфорация происходит только в конце плавки -
при низком содержании углерода (0,04-0,06% ). Высокая темп-ра К.-к.
п. способствует интенсивному окислению углерода, поэтому содержание кислорода,
растворённого в металле, снижается до 0,005-0,01%. Расход кислорода на
1 т чугуна при К.-к. п. составляет 53 м3.
При одном и том же качестве стали К.-к. п. по сравнению с мартеновским
(см. Мартеновское производство) даёт экономию по капиталовложениям
на 20-25%, снижение себестоимости стали на 2-4% и увеличение производительности
труда на 25-30%. В СССР за 1965-71 выплавка стали в кислородных конвертерах
увеличена с 4 до 23,2 млн. т в <год, или в 5,8 раза. Рост
производства конвертерной стали сопровождается ростом ёмкости конвертеров.
С технологической точки зрения, увеличение ёмкости конвертера не создаёт
к.-л. дополнит, трудностей ведения плавки. Поэтому даже в крупных конвертерах
выплавляют не только рядовую низкоуглеродистую сталь, но и среднеуглеродистую,
высокоуглеродистую, низколегированную и легированную стали.
Лит.: Применение кислорода
в конвертерном производстве стали, М., 1959; Т у ркенич Д. И., Автоматизация
процесса плавки в кислородном конвертере, [М.], 1966; Бережинский А. И.,
X омутиннйков П. С., Утилизация, охлаждение и очистка конвертерных газов,
М., 1967; Явойский В. И., Теория процессов производства стали, 2 изд.,
М., 1967; Конвертерные процессы производства стали, М., 1970. С. Г.
Афанасьев.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я