Сутність конверторного способу полягає в тому, що через рідкий чавун, залитий в конвертор, продувається повітря, кисень якого окисляє вуглець і інші домішки. Конвертор являє собою сталевий посудину грушоподібної форми. викладений всередині вогнетривкої кладкою завтовшки 275-400 мм (рис.1).
Мал. 1. Конвертор (вертикальний розріз)
У верхній частині конвертора знаходиться горловина 1. Середня частина конвертора оперезана зовні сталевим кільцем. До кільця приєднані дві цапфи, які спираються на колони, встановлені на фундаменті. Через порожнисту цапфу 2 в конвертор надходить повітря повітропровід. На кінці другої цапфи 3 насаджено зубчасте колесо, поєднане з зубчастої рейкою 4. Рейка переміщується від електродвигуна або гідроприводу. При русі рейки конвертор повертається на потрібний кут. приймаючи горизонтальне, вертикальне або похиле положення. У нижній частині конвертора змінне днище 5, зроблене з вогнетривкої цегли У днищі є канали. в яких запресовані труби 6 -фурми. Через фурми в конвертор вдувається повітря. Для заливки чавуну і завантаження добавок конвертор повертають в горизонтальне положення, кілька нахиляють вниз горловиною (рис. 2, а) і заливають таку кількість чавуну. щоб рівень його був нижче рівня фурм. Потім починають вдувати повітря, повільно повертаючи конвертор. Тиск повітря поступово збільшують, доводячи до 2,5 ати (10,25 Мн / м 2) при вертикальному положенні конвертора (рис. 2, б).
Мал. 2. Положення конвертора: а - при заливці чавуну. б - при продувці
Під час продування внаслідок активного зіткнення рідкого чавуну з киснем повітря йде процес окислення (вигоряння) домішок.
Після закінчення процесу конвертор нахиляють Вгорізонтальное положення, а потім припиняють дуття. Після цього перевіряють склад одержаної сталі і виливають її в ківш.
Існує два види конверторного процесу: кислий-бесемерівський і основний-томасовський.
Бессемеровскійпроцесс отримання стали. відкритий англійським винахідником Г. Бессемером в 1855-1856 рр. ведеться в конверторах, внутрішня кладка яких зроблена з кислого вогнетривкої цегли - динасу. Сутність процесу полягає в тому, що кисень повітря, що вдихається через рідкий чавун, окисляє його домішки і при інтенсивно йдуть реакціях утворюється така кількість тепла, якого цілком достатньо для перетворення чавуну в сталь протягом 10-13 хвилин. Вихідним матеріалом для ведення процесу служить переробний чавун. процес в бессемеровском конверторі ділиться на три періоди.
Первийперіод - окислення основної маси рідкого заліза, а також кремнію, марганцю н вуглецю киснем повітря, що вдихається. Активне окислення відбувається за рахунок кисню закису заліза FeO, що утворюється у великій кількості при горінні заліза. Цей період окислення домішок з вигоранням кремнію і марганцю супроводжується бурхливим виділенням іскор (період іскор). Полум'я при цьому малиново-червоне. Триває перший період 2-3 хвилини; одночасно починається шлакообразованіе.
Второйперіод характеризується активним окисленням вуглецю за реакцією
FeO + С = Fe + СО - Q
Конвертор нахиляють в горизонтальне положення, подачу повітря припиняють. Однак сталь ще не можна вважати готовою, так як в ній розчинена велика кількість FeO (закису заліза).
Кисень в стали є шкідливою домішкою, тому що надає їй крихкість в гарячому стані - красноломкость. Тому, щоб видалити кисень, сталь раскисляют ферросилицием, ферромарганцем або алюмінієм.
Конвертори бувають ємністю від 10 до 60 т. Продуктивність їх дуже велика (12 000-13 000 т на добу).
Мал. 3. Загальний вигляд установки конвертора з фурмою:
1 - рідкий чавун, 2 - киснева фурма. nbsp; 3 вічка. 4 - сопло
Томасівський процес також ділиться на три періоди.
Первийперіод - окислення кремнію, марганцю, заліза. Реакції протікають так само, як в бессемеровском процессе.но.так як кремнію в томасівському процесі трохи, цей період закінчується раніше.
Второйперіод характеризується окисленням вуглецю за реакцією
З + FeO = СО + Fe- Q
Третійперіод - Вигорання фосфору (частково за рахунок вільного кисню, але головним чином за рахунок кисню FeO).
У томасівському конверторі виплавляють головним чином низкоуглеродистую сталь. так як Вигорання фосфору починається тільки після повного вигоряння вуглецю. У деяких випадках, якщо це потрібно, сталь в кінці плавки науглероживается. Розкислення виробляється так само, як в бессемеровском процесі, тільки попередньо зливають шлак.
Переваги конверторної плавки - висока продуктивність, нескладне обладнання конвертора, відсутність необхідності в паливі. Конверторна сталь - сталь звичайної якості. Вартість її невисока.
До недоліків способу слід віднести неможливість переплавлення металевих відходів; використання чавуну тільки певного хімічного складу; великий чад металу, складність отримання стали заданого складу; велика кількість розчинених газів, що знижують щільність стали.
Для інтенсифікації виплавки стали і підвищення її якості в останні роки застосовують збагачене киснем дуття і чисте кисневе дуття.
Киснево-конверторний процес з продувкою технічно чистим киснем (чистотою 98,5-99,5%) зверху дозволяє переробляти чавуни самого різного хімічного складу, включаючи навіть високофосфористі і природно-леговані.
Конвертори для продувки рідкого чавуну киснем зверху мають глуходонні днище і летку для випуску рідкого металу (рис. 3). ємність сучасних кисневих конверторів досягає 250 т і більше. Удосконалення конверторного процесу призвело до створення обертових і роторних конверторів.
Вращающійсяконвертор (процес Калдім) - це грушовидний глуходонні агрегат (рис. 4), який під час продувки обертається навколо своєї осі зі швидкістю 30 обертів на хвилину під кутом 15-17 °. кисень подають через фурму. вводиться в горловину конвертора.
Завдяки швидкому обертанню конвертора рідка сталь у ванні добре переміщається, в результаті чого метал виходить більш однорідним за хімічним складом. Крім того, відбувається максимальне видалення сірки і фосфору.
Мал. 4. обертається КАЛ-ДО конвертор