Большая советсткая энциклопедия Кислородно-конвертерный процесс

Кислородно-конвертерный процесс

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 производстве стали в конвертерах указывал ещё в 1876 русский металлург Д. К. Чернов. Впервые применил чистый кислород для продувки жидкого чугуна снизу советский инженер Н. И. Мозговой в 1936. В 1939—41 на Московском заводе станкоконструкций 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 промышленном масштабе в Австрии в 1952. Первый кислородно-конвертерный цех в СССР был введён в эксплуатацию в Днепропетровске на металлургическом заводе им. Петровского в 1956.

К.-к. п. осуществляется в конвертере с основной смолодоломитовой (доломит, смешанный со смолой) футеровкой и с глухим дном; кислород под давлением более 1 Мн/м² (10 кгс/см²) подаётся водо-охлаждаемой фурмой через горловину конвертера. С целью образования основного шлака, связывающего фосфор, в конвертер в начале продувки добавляют известь. Под воздействием дутья примеси чугуна (кремний, марганец, углерод и др.) окисляются, выделяя значительное количество тепла, в результате чего одновременно снижается содержание примесей в металле и повышается температура, поддерживая его в жидком состоянии. Когда содержание углерода достигает требуемого значения (количество углерода определяется по времени от начала продувки и по количеству израсходованного кислорода), продувку прекращают и фурму извлекают из конвертера. Продувка обычно длится 15—22 мин. Полученный металл содержит в растворе избыток кислорода, поэтому заключительная стадия плавки — раскисление металла. Течение К.-к. п. (т. е. последовательность реакций окисления примесей чугуна) обусловливается температурным режимом процесса и регулируется изменением количества дутья или введением в конвертер "охладителей" (скрапа, железной руды, известняка). Температура металла при выпуске около 1600 °С. На приведена схема получения стали в кислородном конвертере.

Применение при конвертировании кислородного дутья вместо воздушного (см. Бессемеровский процесс, Томасовский процесс) позволило получать сталь с низким содержанием азота (0,002—0,006%). Высокая температура К.-к. п. способствует интенсивному окислению углерода, поэтому содержание кислорода, растворенного 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 емкости конвертера не создает каких-либо дополнительных 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; Туркенич Д. И., Автоматизация процесса плавки в кислородном конвертере, [М.], 1966: Бережинский А. И., Хомутинников 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.