ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Развитие конвертерных способов получения стали из "Техника в ее историческом развитии " В 1855 г. Г. Бессемер получил свой первый патент на новый способ получения железа и стали из чугуна. С большой настойчивостью он совершенствует свое изобретение. Год спустя Бессемер патентует неподвижный конвертер — вертикальную цилиндрическую печь с закрытым сводом и специальным отверстием для выхода газов. Сбоку существовало второе отверстие для залива чугуна, а в нижней части печи находилось третье отверстие, обычно забитое глиняной пробкой. Через него выпускали металл в конце процесса. Воздушное дутье под избыточным давлением 0,5—1,6 ат подавалось в конвертер через огнеупорные фурмы. Воздух начинали вдувать раньше, чем заливали жидкий чугун, а заканчивали дутье уже после удаления из конвертера готового продукта [4, с. 132]. [c.117] Однако работа с неподвижным конвертером имела большие неудобства. Много трудностей вызывали заливка его чугуном и выпуск готовой стали. Тогда зти процессы вели при включенных насосах для дутья. В 1860 г. изобретатель совершенствует свою конструкцию. Его новый конвертер представляет собой открытую сверху грушеобразную реторту, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси. Железный клепаный кожух реторты выложен внутри слоем огнеупорного кирпича. Отверстия для вдувания воздуха находятся в днище конвертера. При заливке агрегата чугуном и выпуске готового металла реторта находилась в горизонтальном положении, при продувке — в вертикальном. В принципе устройство бессемеровского конвертера сохранилось до нашего времени. [c.118] Бессемеровский процесс отличается высокой производительностью. Уже в самые первые годы своего существования он позволял за считанные минуты превратить 10—15 т чугуна в ковкое железо или сталь. Раньше для этого требовалась работа пудлинговой печи в течение нескольких дней, а кричного горна — в течение нескольких месяцев [5, с. 158]. Но изобретение Бессемера имело и существенные недостатки. Новый способ не позволял перерабатывать малокремнистые чугуны. Ведь в основном кремний при сгорании обеспечивал нужную для процесса высокую температуру металла. Кроме того, в бессемеровских конвертерах не удавалось освобождать металл от крайне вредных примесей серы и фосфора, целиком переходящих в конечный продукт — литую сталь. Для совершенствования конвертерного процесса понадобились усилия ученых-металлургов многих стран мира, и прежде всего наших соотечественников. [c.118] Русские сорта чугуна, выплавлявшиеся на добротном древесном угле, как правило, содержали небольшое количество кремния и считались непригодными для бессемеровской переработки. В 1872 г. металлург Д. К. Чернов, работавший на Обуховском заводе в Петербурге, после большого числа проведенных им опытных плавок предложил предварительно подогревать жидкий чугун в вагранке перед заливкой его в конвертер. Этим расплавленному металлу сообщался дополнительный запас тепла, который при переработке высококремнистых чугунов образовывался в результате выгорания кремния. Почти одновременно на другом русском заводе в Нижней Салде (Урал) К. П. Поленов перегревал малокремнистый чугун в отражательной печи. Так родился процесс русского бессемерования, получивший широкое распространение на отечественных и зарубежных заводах. [c.118] Наибольшее распространение томасовский процесс получил на заводах Германии и Франции, где широко использовали железные руды Лотарингского бассейна, содержащие высокий процент фосфора. Уже в 1883 г. в Германии работало более 40 томасовских конвертеров. В России томасовское производство было введено в 80-х годах на Таганрогском, Керченском и Мариупольском заводах [6, с. 143). [c.119] Производство стали в томасов-ском конвертере позволяет не только обеспечить дефосфорацию металла, но и в значительных пределах уменьшить содержание в нем серы. [c.119] Шлаки же, образующиеся при то-масовском процессе, содержат большое количество фосфора и являются ценным удобрением для сельскохозяйственных культур. [c.119] По сравнению с разработанным несколько позже мартеновским способом производства стали конвертерный процесс отличался значительно более высокой производительностью. Однако он имел и существенные недостатки. При конвертерном процессе нельзя было в значительных количествах перерабатывать твердый скрап, т. е. вторичный металл,— сырье в виде отходов производства и стального лома, которое во все большем количестве накапливалось в хозяйстве развитых стран. Кроме того, интенсивная продувка жидкого металла в конвертере сжатым воздухом вызывала повышенную концентрацию азота в металле. К концу процесса бессемерования в стали обычно содержалось 0,012—0,015% азота. Это значительно превышало содержание азота в мартеновской стали. То же самое можно сказать и о концентрации кислорода. Конвертерная сталь содержала его большее количество, чем мартеновская. Увеличенное содержание в металле азота, кислорода, так же как фосфора и серы, ухудшало его пластические свойства, повышало хрупкость металла в процессе его последующей обработки давлением и при эксплуатации изделий из такого металла [3, с. 153, 154]. В результате этого уже в последнее десятилетие XIX в. более интенсивно развивался мартеновский способ производства стали, а в дальнейшем также электрометаллургические процессы. Конвертерный способ выплавки стали надолго уступил им первенство. [c.119] Однако еще в XIX в. ученые предвидели потенциальные возможности конвертерных процессов. В 1876 г. русский металлург Д. К. Чернов поддержал идею шведского ученого Р. Оккермана об использовании кислорода в конвертерных процессах производства стали. Нельзя не признать достойным внимания предложение Оккермана прибегнуть к прибавлению кислорода к вдуваемому в реторту воздуху, —писал Д. К. Чернов,— Это должно значительно возвысить температуру металла, а с другой стороны — сократить время процесса и уменьшить расход на движущую силу, так как воздуходувная машина может быть тогда уменьшена пропорционально количеству примешиваемого кислорода [7, с. 142]. [c.120] В те далекие годы еще не существовало высокопроизводительных установок для получения дешевого кислорода в больших количествах, и предложение Оккермана — Чернова долгое время оставалось нереализованным. Лишь в 30-е годы нынешнего столетия, когда были созданы механические установки для получения кислорода из атмосферного воздуха, начались успешные опыты по применению кислорода в конвертерном производстве стали, а также в других процессах черной и цветной металлургии. [c.120] Вернуться к основной статье