Билеты 48-49. бессемеровский/томасовский конвертер, назначение/преимущества/недостатки

Устройство томасовского и бессемеровского конвертера. Бессемеровский и томасовский конвертеры представляют собой сосуд грушевидной формы (рис. 1), выполненный из стального листа с футеровкой изнутри. Футеровка бессемеровского конвертера кислая (динасовый кирпич), томасовского — основная (смолодоломит). Сверху в суживающейся части конвертера — горловине имеется отверстие, служащее для заливки чугуна и выпуска стали. Снизу к кожуху крепится отъемное днище с воздушной коробкой. Дутье, подаваемое в воздушную коробку, поступает в полость конвертера через фурмы (сквозные отверстия), имеющиеся в футеровке днища. Дутьем служит воздух, подаваемый под давлением 0,30—0,35 МПа. Цилиндрическая часть конвертера охвачена опорным кольцом; к нему крепятся цапфы, на которых конвертер поворачивается вокруг горизонтальной оси.

Рисунок 1. Устройство бессемеровского конвертера: 1 — цапфы; 2 — опорное кольцо; 3 — отверстие горловины; 4 — зубчатое колесо; 5 — опорная станина; 6 — днище; 7 — воздушная коробка; 8 — патрубок для подачи дутья; 9 — корпус; 10 — футеровка; 11 — сопла Стойкость днища бессемеровского конвертера составляет 15-25 плавок, томасовского 50—100 плавок, после чего их заменяют. Стойкость остальной футеровки выше: у томасовского конвертера 250 - 400 плавок, у бессемеровского 1300 - 2000 плавок.

Бессемеровский конвертер футеруют кислым огнеупорным кирпичом - динасом. Динасовый кирпич разъедается основными шлаками, поэтому в бессемеровском конвертере могут перерабатываться лишь кремнистые чугуны, дающие кислый шлак. Выгорание ( окисление) примесей при продувании жидкого чугуна воздухом происходит бурно с выделением большого количества тепла. Раскисление производится специальными присадками ( ферромарганцем, ферросилицием и др.), которые содержат элементы, легче подвергающиеся окислению кислородом, чем железо, - марганец, кремний, а также алюминий. 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.Русские сорта чугуна, выплавлявшиеся на добротном древесном угле, как правило, содержали небольшое количество кремния и считались непригодными для бессемеровской переработки. Достоинствами бессемеровского процесса являются высокая производительность, простота устройства конвертера, отсутствие необходимости применять топливо, сравнительно низкие затраты и расходы по переделу. Преимущество бессемеровского процесса состоит в том, что он не требует дополнительного нагревания, и сталь, полученная по этому способу, хорошо сваривается, прокатывается и протягивается на холоду.

Сосуд, где протекает реакция,—конвертер—имеет грушевидную форму с открытой горловиной вверху; он укреплен на горизонтальной оси, что позволяет его наклонять. Конвертеры Бессемера и Томаса по внешнему виду одинаковы. Главное различие заключается в том, что бессемеровский конвертер изнутри выложен - кислой (т. е. кислотной по своему химическому характеру) огнеупорной футеровкой и в нем нельзя удалить фосфор из богатого им чугуна в основной шлак (т. е. по своим химическим свойствам подобный основаниям), потому что такой шлак быстро разъедает кислую футеровку. Томасовский же конвертер имеет основную футеровку, поэтому здесь, добавляя известь, можно получить основной шлак, который хорошо извлекает фосфор из чугуна, но не разрушает основную футеровку. томасовский процесс имеет серьезные недостатки, главным из которых является понижение качества стали вследствие высокого содержания в ней азота. Повышенная хрупкость и склонность к старению томасовской стали ограничивают область ее применения. В результате томасовского процесса количество фосфора в металле может быть снижено с 1 - 2 % в чугуне до сотых долей процента в стали. Исходными материалами томасовского процесса являются чугун ( содержание фосфора 1 6 - 2 0 %, содержание серы до 0 08 %), скрап, известь, железная руда и ферросплавы. К недостаткам томасовского процесса относится высокая стоимость доломита, используемого при футеровке конвертора. Томасова сталь применяется для тех же целей, что и бессемеровская. В конце томасовского процесса отмечается более резкое повышение содержания азота в металле по сравнению с бессемеровским процессом. Это связано с тем, что в третьем периоде практически не выделяется ( особенно в конце процесса) окись углерода. Присутствие в металле повышенных содержаний азота, а также кислорода, фосфора и серы ухудшает качество производимой стали. высокая производительность, простота устройства конвертера, отсутствие необходимости применять топливо, малый расход огнеупоров и связанные с этим более низкие, чем при мартеновском и электросталеплавильном процессах, капитальные затраты и расходы по переделу. высокая производительность, простота устройства конвертера, отсутствие необходимости применять топливо, малый расход огнеупоров и связанные с этим более низкие, чем при мартеновском и электросталеплавильном процессах, капитальные затраты и расходы по переделу. высокая производительность, простота устройства конвертера, отсутствие необходимости применять топливо, малый расход огнеупоров и связанные с этим более низкие, чем при мартеновском и электросталеплавильном процессах, капитальные затраты и расходы по переделу. Важнейшим преимуществом кислородно - конвертерного процесса, выражающиеся в бурном кипение расплава при продувке, высокой температуре расплавов и возможности быстрого ее регулирования, позволяют использовать его для получения легированных сталей. Основной трудностью при этом является введением легкоокисляющихся элементов во время продувки (Cr, Mn, Si). Введение элементов, обладающих меньшим сродством к кислороду ( Ni, Cu, Mo)? Можно проводить в любое время плавки. Добавку легко окисляющихся легирующих элементов проводят часто вместе с раскислителем в сталеразливочный ковш после их предварительного расплавления в специальной печи в форме ферросплавов (твердых).