1. Принцип на работа на конверторното производство на стомана
Конверторното производство на стомана е метод за производство на стомана, при който в разтопеното желязо се вдухва въздух или кислород за бързо окисляване на въглерод, манган, силиций, фосфор, сяра и други елементи в разтопеното желязо, а топлината, отделена по време на окисляването, се използва за нагряване без допълнително отопление. Конверторът може да бъде разделен на три типа според позицията на издухване: конвертор с долно издухване, конвертор с издухване отстрани и конвертор с горно издухване. Според киселинността и алкалността на огнеупорните материали за облицовка на пещ, те също могат да бъдат разделени на киселинен конвертор и алкален конвертор. В ранния етап на конверторното производство на стомана въздухът се използва за продухване, тъй като азотът, съдържащ се във въздуха, не е нито поддържащ горенето газ, нито участва в химични реакции. Почти цялата тя излиза от отвора на пещта и също така отнема голямо количество топлинна енергия. Останалият азот в стоманата също може да увреди нейното качество. След приемането на метода за продухване с кислород, недостатъците на ограничените класове стомана и ниското качество при топенето в конвертор бяха преодолени. Настоящото качество на топене и разнообразието от кислородни конвертори с горно издухване са настигнали тези с отворено огнище, а някои свойства дори надвишават отвореното огнище. Първоначалните предимства на конверторната стомана, като ниска инвестиция, бърза конструкция, висока адаптивност към суровините и висока производителност, са напълно използвани. Следователно конверторното производство на стомана е много обещаващ метод за производство на стомана. От ситуацията в различни страни по света конверторното производство на стомана има голям потенциал да замени производството на стомана с отворен огн. Според статистиката през 1960 г. стоманата, произведена от конверторна стомана с кислородно продухване, представлява само 4% от световното производство на стомана, но до 1969 г. тя се е повишила до 37%, а до 1972 г. е нараснала до 53%, далеч надхвърляйки производство на мартенова стомана. Понастоящем Китай използва предимно кислородни преобразуватели с горно продухване (алкални) и кислородни преобразуватели със странично продухване (алкални).
2. Производственият процес на конвертор с горно издухване на кислород
Външната страна на кислородния конвертор с горно издухване е изработена от стоманена плоча и облицована с алкални огнеупорни тухли. Основната суровина за производството на стомана е разтопеното желязо, което също използва част от скрап от стомана (или желязна руда) като охладител, както и материали за производство на шлака като вар и флуорит (CaF2), добавени за отстраняване на сяра и фосфор. Дезоксиданти като манганово желязо, силициево желязо или алуминий също се използват за дезоксидиране. Процесът на производство на стомана може грубо да бъде разделен на три етапа: зареждане, продухване и дезоксидация. Първо се зарежда малко стоманен скрап и желязна руда, последвано от разтопено желязо с температура около 1200-1300 градуса. След това кислородна фурна се вкарва в чучура на пещта, за да издуха кислород, бързо окисляващ въглерод, силиций, манган и други елементи в разтопеното желязо, като същевременно освобождава голямо количество топлина за стопяване на скрап от стомана и желязна руда. По време на процеса на издухване с кислород се добавят и материали за производство на шлака за отстраняване на фосфор и сяра. След продухване на кислород за определен период от време въглеродът, силицийът, манганът и други елементи намаляват до определен диапазон, спират продухването на кислород и извличат кислородната фурна. Ако температурата на разтопената стомана е твърде висока в този момент, добавете скрап от стомана за охлаждане. Когато съставът и температурата на разтопената стомана отговарят на изискванията, може да се произвежда стомана. Дезоксидантът обикновено се добавя към кофата за разтопена стомана по време на производството на стомана. Времето за продухване на конвертор от 300 тона е по-малко от 20 минути, включително спомагателното време не надвишава 1 час. Производството на стомана с кислороден конвертор с горно продухване има висока производителност и добро качество и е много обещаващ метод за производство на стомана. Производственият капацитет на конвертора се изразява като теглото на разтопеното желязо, което може да бъде инжектирано по време на всеки процес на продухване. Например, ако 10 тона разтопено желязо могат да бъдат инжектирани по време на всеки процес на продухване, това се нарича конвертор от 10 тона.