Конвертерлік болат өндіру тәсілі

Белгілі бір механикалық немесе физика–химиялық қасиет беру үшін қосынды элементтерді (Si, Mn, Cr, Ni және т.б.) қосу арқылы алынатын болатты қосындылы деп атайды.

Темірде еру дәрежесіне байланысты элементтер мына топтарға бөлінеді:

1) темірде толымды еритін металдар (Al, Ce, Mn, Cr, Ni, V, Cu, Co, Si, Ti, Sb, Be);

2) темірде жарым–жартылай еритін металдар (W,Mo, Zr);

3) темірде жөнді ерімейтін металдар (Pb, Ag, Bi);

4)жоғары температурада буланудан болат қорыту температураларында ерігіштігі нақты анықталмаған металдар (Ca, Cd, Li, Mg, Na, Hg, Zn);

5) темірде жарым–жартылай еритін металл еместер (C, S, P, N, As, Se, B).

Қосынды элементтердің мөлшеріне қарай қосындылы болаттар үш топқа бөлінеді:

1) төменгі қосындылы (қосынды элементтер мөлшері 2,5%–дан төмен);

2) орташа қосындылы (қосынды элементтер мөлшері 2,5–10%);

3) жоғары қосындылы (қосынды элементтер мөлшері 10% –дан жоғары).

Балқыманы оттегісіздендірумен қатар, оны берілген химиялық құрамға жеткізу басталады.

Конвертерлік болатты қосындылау оттегісіздендіру сияқты негізінен балқыманы шөмішке ағызу кезінде орын алады.

Болатты қосындылау технологиясын анықтауда қосынды элементтің оттегімен әрекеттесуге бейімділігі ескеріледі. Mo, Ni, Cu, Co сияқты элементтердің, темірге қарағанда, оттегімен әрекеттесу бейімділігі төмен. Балқыту кезінде жөнді тотықпайтындықтан, оларды шикіқұрамдық материалдармен бірге конвертерге тиеуге немесе болат қорыту барысында салуға болады.

Ti, V, Cr,Si, Mn, Al cяқты элементтер керісінше, темірмен салыстырғанда, оттегімен әрекеттесу бейімділігі жоғары. Сондықтан көпшілік жағдайда оларды шөмішке салады.

Болатты қосындылау технологиясын анықтауда қосынды материалдардың массасы ескеріледі. Оттегілі конвертерде негізінен көміртекті және төменгі қосындылы болаттар қорытылатындықтан, шөмішке салынатын ферроқорытпалардың мөлшері онша көп емес, сондықтан айтарлықтай қиындықтар бола қоймайды.

Орташа және жоғары қосындылы болаттарды қорытуда керекті ферроқорытпалардың массасының көбеюі, балқыманың салқындау қаупін туғызады. Сондықтан ферроқорытпаларды сұйық күйде қолдану үшін қосымша балқыту агрегатын пайдаланады.

Түптік ауа үрлеме конвертерінде болат қорыту тәсіліне бессемерлік және томастық үрдістер жатады. Конвертерлік үрдістер, бұрынғы болат қорыту тәсілдерімен салыстырғанда, өте жоғары өнімділігімен ерекшеленеді.

Конвертерлік болат қорыту тәсілін алғаш 1855–жылы ұсынған Генри Бессемер.

Химиялық құрамы мен температурасы қойылған талапқа сай шойынды, қышқылды түптік үрлеме конвертерінде, 12–15 минут ауамен үрлеу арқылы болат қорытуды бессемер үрдісі деп атайды.
Бессемер конвертерінің құрылысы мен жұмысы. Бессемер конвертері (сыйымдылығы 15–35т), 3.1–суретте көрсетілгендей, цилиндрлі орта тұсы (1), жоғарыдан асимметриялы конуспен (7) жалғасып, төменгі жағынан түбі (3) мен ауа қорабы (4) бекітілген, болат қорытуға арналған агрегат.

Конвертердің шегені (5) қышқылды динас кірпішінен (350–450 мм) қаланған. Кварц пен шамот ұнтағына отқатөзімді балшық қосып жасалған конвертер түбіне (3) ауа үрлеуге арналған соплолары (6) бар (0,20–0,35 МПа қысыммен) шамот фурмалар орнатылған.

3.1–сурет – Бессемер конвертері құрылысының сұлбасы

Бессемер конвертерінде болат қорыту негізінен үш кезеңнен тұрады (3.2–сурет):

1) конвертерге шойынды құю (3.2, а–сурет);

2) шойынды ауамен үрлеу үрдісі (3.2, б–сурет);