Большая Советская Энциклопедия (КО)

Большая Советская Энциклопедия

  К. С. Карташова.

Конвертер

Конве'ртер (англ. converter, от лат. converto — изменяю, превращаю), аппарат для получения стали из расплавленного чугуна продувкой его воздухом или кислородом, а также для получения черновой меди или файнштейна продувкой воздуха через штейны .

В чёрной металлургии различают К. с продувкой чугуна воздухом снизу (см. Бессемеровский процесс , Томасовский процесс ) и кислородом сверху (см. Кислородно-конвертерный процесс ). Общий вид К. для продувки чугуна снизу дан на. Корпус — стальной кожух, футерован огнеупорным кирпичом — кислым (динасовым) в бессемеровском К. и основным (доломитовым) в томасовском К. Футерованное

днище снабжено соплами для подачи воздуха. Сопла либо непосредственно пронизывают днище, либо выполнены в отдельных огнеупорных (шамотных) кирпичах — фурмах . Воздух через пустотелую цапфу и патрубок подаётся в воздушную коробку, из которой поступает снизу в чугун и продувает его. Давление дутья значительно больше ферростатического давления чугуна, вследствие чего чугун во время продувки не заливает сопла. Корпус не симметричен относительно вертикальной оси, он имеет выгиб, называемый спиной К. Это сделано для увеличения емкости К. при горизонтальном его положении. Через верхнее отверстие, называемое горловиной, заливают чугун, выливают сталь и шлак; через него выходят конвертерные газы при продувке. Поворот К. осуществляется зубчатой рейкой со штоком, приводящимся в движение поршнем гидравлического цилиндра или через редуктор электродвигателем. Положение К. при заливке чугуна горизонтальное, во время продувки — вертикальное.

В малом бессемеровском К. дно глухое, а сопла вставлены горизонтально в заднюю стенку так, что воздушное или комбинированное (воздух с кислородом) дутьё направляется па поверхность чугуна.

В отличие от бессемеровских и томасовских, К. для продувки чугуна кислородом сверху имеют глухое днище без фурм и воздушной коробки и снабжены шлемом. Днище иногда выполняется съёмным для удобства ремонта. Ёмкость К. 100—350 m . Корпус К. обычно цилиндрический, днище имеет полусферическую чашеобразную форму; шлему придается форма усеченного конуса с меньшим основанием вверху. Верхнее отверстие шлема (горловина) служит для заливки чугуна, загрузки лома, извести и других материалов, а так же для выхода газов во время продувки. Для отделения металла от шлака при сливе в ковш К. снабжают леткой . Кожух К. сваривают из толстых стальных листов и футеруют смолодоломитовым кирпичом, толщина футеровки 700—900 мм. Перед вводом К. в работу футеровку обжигают. Обычно футеровка выдерживает 450—600 плавок. Механизм поворота К. состоит из системы передач (редукторов), связывающих цапфу с приводом. Частота вращения может меняться от 0,01 до 2,0 об/мин.

Водоохлаждаемая фурма для подачи кислорода в К. изготавливается обычно из трёх стальных труб, вставленных одна в другую. Нижняя часть фурмы заканчивается наконечником (соплом) из красной меди, через который кислород поступает в К. Во время продувки в К. образуется значительное количество отходящих газов. Для использования тепла отходящих газов и очистки этих газов за каждым К. устанавливают котел-утилизатор и установку для очистки газов. Управление конверторным процессом осуществляется с помощью счётно-решающих машин, в которые вводится информация о показателях процесса (состав и количество чугуна, лома, извести, отходящих газов, температура пламени и др.). Полученная после продувки жидкая сталь выпускается из К. в сталеразливочный ковш, установленный на электрифицированной дистанционно управляемой самоходной тележке и передаётся в разливочное отделение.

В цветной металлургии применяют К. главным образом цилиндрической формы. Диаметр такого К. 3—4 м, длина 6—9 м, ёмкость 40—100 т. Стальной корпус К. футеруют магнезитовым кирпичом и покрывают слоем магнезита . Заливка штейна, загрузка флюсов, оборотных материалов, концентрата, а также слив шлака и жидкого металла производится через горловину К. Мелкий материал может загружаться через отверстие в торцевой стенке с помощью пневматической пушки. Фурмы для подачи воздуха расположены снизу К. К. имеет поворотный механизм для выпуска жидких продуктов. См. также Конвертирование .

Лит.: Марцинковский Д. Б., Погребинский В. А., Конвертерные цехи большой производительности, М., 1961; Афанасьев С. Г., Краткий справочник конверторщика, М., 1967; Майоров А. И., Кислородные конвертеры большой ёмкости в СССР и за рубежом, М., 1968.

С. Г. Афанасьев.

Рис. 2. Кислородный конвертер: 1 — корпус; 2 — днище; 3 — опорные подшипники; 4 — шлем.

Рис. 1. Бессемеровский конвертер: 1 — корпус; 2 — пустотелая цапфа; 3 — патрубок; 4 — воздушная коробка; 5 — редуктор; 6 — днище; 7 — фурмы; 8 — горловина.

Конвертерное производство

Конве'ртерное произво'дство, получение стали в сталеплавильных агрегатах — конвертерах путём продувки жидкого чугуна воздухом или кислородом. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению кислородом содержащихся в чугуне примесей (кремния, марганца, углерода и др.) и последующему удалению их из расплава.

Бессемеровский процесс — первый массовый способ получения жидкой стали открыл английский изобретатель Г. Бессемер в 1856. Основной недостаток процесса — невысокое качество металла за счёт не удалённых при продувке вредных примесей (фосфора и серы). Для выплавки бессемеровских чугунов нужны очень чистые по содержанию серы и фосфора железные руды, природные запасы которых ограничены. Англичанин С. Томас в 1878 вместо кислой динасовой футеровки бессемеровского конвертера применил основную футеровку, а для связывания фосфора предложил использовать известь. Томасовский процесс позволил перерабатывать высокофосфористые чугуны и получил распространение в странах, где железные руды большинства месторождений содержат много фосфора (Бельгия, Люксембурги др.). Однако и томасовская сталь была низкого качества. В 1864 французский металлург П. Мартен разработал процесс получения стали в мартеновской печи (см. Мартеновское производство ). В отличие от конвертерных способов получения стали, мартеновский процесс отличался малой требовательностью к химическому составу исходного материала, позволял переплавлять большое количество стального лома; качество мартеновской стали было выше конвертерной. К середине 20 в. мартеновским способом изготовлялось около 80% всей стали, производимой в мире.

В 1936 советский инженер Н. И. Мозговой впервые использовал для продувки чугуна в конвертере кислород , что коренным образом изменило технологию К. п. Металл, получаемый кислородно-конвертерным процессом , по качеству стал равноценным мартеновской стали, себестоимость стали снизилась на 20— 25%, производительность увеличилась на 25—30%.

Лит. см. при ст. Кислородно-конвертерный процесс .

С. Г. Афанасьев.

Конвертерный чугун

Конве'ртерный чугу'н, чугун, предназначенный для передела в сталь в конвертерах ; см. Передельный чугун .

Конвертирование

Конверти'рование штейна, окислительный пирометаллургический процесс переработки жидких штейнов медного, никелевого и свинцового производств с целью получения чернового металла или сульфида цветного металла. К. осуществляется в конвертере путём продувки расплавленного штейна воздухом или техническим кислородом . При прохождении струи воздуха через расплав в первую очередь окисляются сульфиды тех металлов, у которых сродство к кислороду больше, чем к сере. В штейнах цветной металлургии таким металлом является железо. Образующиеся жидкие окислы железа шлакуются кремнезёмом , добавляемым в конвертер в качестве флюса .

Содержание SiO₂ в шлаке 21—30%, остальное — окислы железа. Конвертерный шлак, имеющий меньшую плотность, чем штейн, всплывает и периодически удаляется из конвертера.

В медной промышленности процесс К. принято делить на два периода. Первый период заканчивается удалением из штейна всего железа. Оставшийся сульфид меди (белый матт) окисляется во втором периоде кислородом воздуха по реакции: Cu₂ S + O₂ = 2Cu + SO₂ . Конечным продуктом К. медных штейнов является черновая медь.

В свинцовой промышленности К. подвергаются медно-свинцовые штейны, содержащие до 30% Cu, 10—20% Pb, 5—15% Zn, 20—40% Fe и 18—22% S. В первом периоде продувки одновременно с сульфидом железа частично окисляются сульфиды цинка и свинца. Окислы этих металлов при взаимодействии с кремнеземом образуют шлак. Часть цинка и свинца переходит в паровую фазу и улавливается в пылеулавливающих устройствах в виде конвертерной пыли. При переработке медно-свинцовых штейнов получаемая во втором периоде черновая медь отличается повышенным содержанием свинца (до 4%).