Konverter Stålproduksjon
Konverterstålfremstilling er en stålfremstillingsprosess som bruker varmt metall, skrapstål og ferrolegeringer som de viktigste råvarene. Den er ikke avhengig av eksterne energikilder, men utnytter i stedet den fysiske varmen til selve det smeltede jernet og varmen som genereres av kjemiske reaksjoner mellom komponentene i jernvæsken for å fullføre stålfremstillingsprosessen i omformeren. Omformere er klassifisert etter ildfast foring som syre eller basisk; ved plasseringen av gass som blåser inn i ovnen som topp-blåst, bunn-blåst eller sideblåst-; og av typen gass som brukes som luftomformere eller oksygenomformere. Grunnleggende oksygen topp-blåste og kombinerte topp-bunnblåste omformere er det mest brukte stålproduksjonsutstyret på grunn av deres raske produksjonshastighet, store ytelse, høye enkeltovnsutbytte, lave kostnader og lave investeringer. Omformere brukes først og fremst til å produsere karbonstål, legert stål og til smelting av kobber og nikkel.
Konverter Stålfremstilling Råvarer
Råvarene for omformerstålproduksjon er delt inn i metalliske materialer, ikke-metalliske materialer og gasser. Metalliske materialer inkluderer varmt metall, skrapstål og ferrolegeringer. Ikke-metalliske materialer inkluderer slagg-dannende midler, flussmidler og kjølevæsker. Gasser inkluderer oksygen, nitrogen, argon, karbondioksid, etc. Ikke-metalliske materialer tilsettes under omformerstålfremstillingsprosessen for å fjerne urenheter som fosfor og svovel og for å kontrollere prosesstemperaturen. De inkluderer hovedsakelig slagg-dannende midler (kalk, dolomitt), flussmidler (fluorspat, mølleskala), kjølemidler (jernmalm, kalkstein, skrapstål), forgassere og brensel (koks, grafitt, kull, tungolje).
Konverter Stålproduksjon Produktkvalitet
Varianter og kvalitet på Basic Oxygen Top-Blown Converter Steel
Gasser og inneslutninger i stål er hovedindikatorene for å evaluere stålets metallurgiske kvalitet. Ved produksjon av basisk-blåst konverterstål er reaksjonshastigheten høy og kokingen er intens, så H-, N- og O-innholdet i stålet er relativt lavt: [H] er (3–5) × 10⁻⁴%, [N] er (20–40) × 10⁻⁴%, og [O}} i karbonstål 0,06 %–0,10 %. Inkluderinger er relatert til deoksidasjons- og størkningsoperasjoner. En viktig faktor som påvirker nitrogeninnholdet i topp-blåst konverterstål er renheten til oksygen, som man kan se fra dataene i tabell 4. Derfor bør oksygenet som brukes til konverterstålfremstilling være mer enn 99 % rent oksygen.
Lav-karbonstål er hovedproduktet ved produksjon av konverterstål. Fordi omformeren avkarbonerer raskt og gassinnholdet i stålet er lavt, har stålet god plastisitet og lav-temperaturplastisitet, samt utmerkede dyptrekk- og sveiseegenskaper. Konverteringsstål som brukes til å produsere varm-valsede plater, kaldvalsede-plater, galvaniserte plater, bilplater, kald-formede seksjoner, myke-lavkarbonmyke trådstenger osv., alle viser god ytelse.
Selv om det er noen vanskeligheter med å smelte medium- og høy-karbonstål i omformere, kan kvaliteten på stålet fortsatt sikres. Ulike konstruksjonsstål, lagerstål, harde trådstenger, etc., laget av omformerstål har vært mye brukt. Vanskelighetene med å smelte høy-karbonstål er karbonkontroll og defosforisering. Når C > 0,2 % er det vanskelig å kontrollere karbon nøyaktig av erfaring. Hvis en sublance er tilgjengelig, kan den brukes til kontroll; uten sublance kreves rask analyse ved ovnsfronten, noe som forårsaker forsinkelser. Sluttpunktet (FeO) i høy-karbonstål er lavt, og avfosforiseringstiden er kort. Derfor er det nødvendig med en dobbel-slaggoperasjon, dvs. å tappe den innledende slaggen i begynnelsen av avkolningsperioden for å fjerne fosforet som har kommet inn i slaggen i det tidlige stadiet. Imidlertid mister den doble-slaggoperasjonen en stor mengde varme og jern i slagget og bør ikke brukes med mindre det er absolutt nødvendig. Karbureringsmetoden er en annen operasjonsmetode for smelting av medium- og høy-karbonstål. I dette tilfellet er blåseoperasjonen den samme som for lav-karbonstål, men forgasser tilsettes i øsen for å øke karboninnholdet til det nødvendige nivået. Forgasserne er koks, petroleumskoks osv. Den lille mengde forkulling for middels-karbonstål er lett å gjennomføre. For høy-karbonstål må karburisering være godt kontrollert, men kvaliteten på skinnestål, harde wirestenger osv. kan oppfylle kravene når de smeltes ved hjelp av karbureringsmetoden.
Det er ingen spesielle problemer med å smelte lav-legert stål i omformere. Ved smelting av legert stål må en stor mengde ferrolegeringer tilsettes øsen for legering, noe som senker ståltemperaturen. Å øke tappetemperaturen for mye påvirker defosforiseringen negativt. Derfor bør smelting av legert stål kombineres med sekundær raffinering, ved å bruke en øseovn for å fullføre legeringen. I tillegg, ettersom kravene til å kontrollere sammensetningen av stål blir stadig strengere, for å redusere svingninger i stålegenskaper, jo smalere sammensetningsområde, jo bedre. Dette krever også finjustering av legeringssammensetningen under øseraffinering.
Det er fortsatt vanskeligheter med å smelte ultra-lav-karbonstål (C < 0,03 %) i topp-blåste omformere. For det første fordi under det kritiske karboninnholdet synker avkarboniseringshastigheten og badomrøringen svekkes. Intensivering av oksygentilførselen fremmer bare jernoksidasjon i stedet for karbonfjerning. For det andre, [%C] × [%O]=0.0025. Når [%C]=0.01%, [%O]=0.25%, som allerede er den mettede konsentrasjonen av [O]. Det vil si at 0,01 % C er den teoretiske grensen for avkarbonisering. For ytterligere avkarbonisering må partialtrykket av CO i gassfasen reduseres, noe som krever bruk av sekundære raffineringsmetoder.
