2.4. Производство стали в кислородном конвертере. Схема конвертера. Особенности процессов, происходящих в период плавки. Раскисление стали.

Кислородно-конвертерный процесс— это выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом через водоох-лаждаемую фурму.

Кислородный конвертер — это сосуд грушевидной формы из стального листа, футерованный основным кир­пичом. Вместимость конвертера 130— 350 т жидкого чугуна. В процессе ра­боты конвертер может поворачиваться на цапфах вокруг горизонтальной оси на 360° С для заливки скрапа, заливки чугуна, слива стали и шлака.

Шихтовыми материалами кислород­но-конвертерного процесса являются жидкий передельный чугун, стальной лом (не более 30%), известь для наведения шлака, железная руда, а также боксит (А1₂О₃), плавиковый шпат (CaF₂), которые при­меняют для разжижения шлака.

Перед плавкой конвертер наклоняют, через горловину с помощью завалоч­ных машин загружают скрап (рис. а), заливают чугун при тем­пературе 1250—1400° С (рис. б). После этого конвертер поворачивают в вертикальное рабочее положение (рис. в), внутрь его вводят водоохлаждаемую фурму и через нее подают кислород под давлением 0,9—1,4 МПа. Одновременно с началом продувки в конвертер загружают известь, боксит, железную руду. Струи кислорода про­никают в металл, вызывают его цир­куляцию в конвертере и перемешивание со шлаком. Благодаря интенсивному окислению примесей чугуна при вза­имодействии с кислородом в зоне под фурмой развивается температура до 2400° С.

В зоне контакта кислородной струи с чугуном в первую очередь окисляется железо, так как его концентрация во много раз выше, чем примесей. Об­разующийся оксид железа растворяется шлаке и металле, обогащая металл кислородом. Кислород, растворенный в металле, окисляет кремний, марганец, углерод в металле, и содержание их понижается. При этом происходит ра­зогрев ванны металла теплотой, вы­деляющейся при окислении примесей, поддержание его в жидком состоянии.

В кислородном конвертере благодаря присутствию шлаков с большим содер­жанием СаО и FeO, перемешиванию металла и шлака создаются условия' для удаления из металла фосфора в начале продувки ванны кислородом, когда ее температура еще невысока

Подачу кислорода заканчивают, ког­да содержание углерода в металле соответствует заданному. После этого конвертер поворачивают и выпускают сталь в ковш (рис. г).

При выпуске стали из конвертера ее раскисляют в ковше осаждающим ме­тодом ферромарганцем, ферросилицием и алюминием; затем из конвертера сливают шлак (рис. д).

В кислородных конвертерах выплав­ляют конструкционные стали с различ­ным содержанием углерода, кипящие и спокойные.

В кислородных конвертерах трудно выплавлять стали, содержащие легко­окисляющиеся легирующие элементы, поэтому в них выплавляют низколе­гируемые (до 2—3% легирующих эле­ментов) стали. Легирующие элементы водят в ковш, расплавив их в элек-ропечи. или твердые ферросплавы вво­дят в ковш перед выпуском в него стали. Плавка в конвертерах вмести­мостью 130—300 т заканчивается через 25—30 мин. Кислородно-конвертерный процесс—более производительный, чем плавка стали в мартеновских печах.