Появление кислородно-конвертерной плавки

В 1936 году советский инженер Николай Илларионович Мозговой впервые использовал для продувки чугуна в конвертере кислород, что интенсифицировало конвертерную выплавку стали. Металл, получаемый кислородно-конвертерным процессом, по качеству стал равноценен мартеновской стали, себестоимость выплавки снизилась почти на четверть, возросла и производительность конвертерных производств.

Современный кислородно-конвертерный процесс представляет способ переработки жидкого чугуна в сталь без затраты топлива путем продувки чугуна в конвертере технически чистым кислородом, подаваемым через фурму, которая вводится в металл сверху.

Впервые этот способ в промышленном масштабе был применен в Австрии в 1952–1953 годах на заводах в Линце и Донавице. Чугун заливали в конвертор, днище которого не имело отверстий для дутья, было глухим. Кислород подавался на поверхность жидкого чугуна. Выгорание примесей создавало такую высокую температуру, что жидкий металл приходилось охлаждать, добавляя в конвертер железную руду и лом в довольно больших количествах. Конвертеры снова появились на металлургических заводах. Новый способ производства стали начал быстро распространяться во всех промышленно развитых странах. Сейчас он считается одним из самых перспективных в сталеплавильном производстве.

Какого-либо топлива для конвертера не требуется: необходимое количество тепла выделяется в результате соединения кислорода с находящимися в чугуне примесями - кремнием, марганцем, углеродом и др. Поэтому металл в конвертере всегда находится в жидком состоянии. Количество углерода в готовой стали регулируется длительностью процесса: чем дольше длится процесс, тем больше углерода выгорает и меньше его остается в стали. Обычно продувка конвертера кислородом длится 15-25 мин. Тепло газов, образующихся во время продувки конвертера кислородом, используется - за конвертером, как правило, устанавливается котел-утилизатор, задачей которого является использование тепла отходящих газов и который собственной топки не имеет.

Кислородный конвертер способен переплавлять в сталь чугуны с добавкой большого количества лома (25% и более) и руды (до 5%). Кислородно-конвертерный процесс является очень экономичным. По сравнению с мартеновским процессом экономия на капитальных вложениях составляет 20 - 25%, увеличение производительности труда - 25 - 30, снижение себестоимости стали - 2-4%.

Сегодня мартеновские печи практически повсеместно ушли в историю — новых печей не строят с 1970-х годов, а производство по этой технологии становится уже экзотикой.

Потеснивший мартены конвертер занимает гораздо меньше места, сооружение его заметно дешевле, а производительность — выше. Кислородно-конвертерный способ значительно расширил возможности сталеваров. Стали легируют, вводя в их состав различные дополнительные элементы (хром, марганец, никель, ванадий, молибден), которые придают им специальные свойства, прежде всего прочность. Путем легирования человечество познакомилось с уникальными видами сталей — быстрорежущими (с добавлением карбида вольфрама) с повышенной прочностью, стойкостью и твердостью и, наконец, нержавеющими. Уникальность нержавейки объясняется содержанием хрома: при добавлении более 12 процентов этого вещества сплавы высокую коррозионную стойкость.

Однако техника не стояла на месте. Одновременно с возникновением основных сталеплавильных процессов появились первые электросталеплавильные печи.