§ 1. Краткая характеристика бессемеровского и томасовского производства стали

Бессемеровский процесс был предложен Г. Бессемером в 1856 г. Существовавший до этого тигельный способ, производства стали не мог удовлетворить потребности развивающегося железнодорожного строительства, судостроения и машиностроения.

Сущность метода заключается в продувке жидкого чугуна воз­духом в конвертере. Продувка осуществляется через установленные в днище конвертера фурмы. Под действием кислорода дутья при­меси чугуна (кремний, марганец, углерод) окисляются, выделяя зна­чительное количество тепла. При этом происходит снижение содер­жания примесей и повышение температуры металла, достаточной для нагрева получаемой стали до температуры выпуска (~1600°С).

Общий вид конвертера для продувки чугуна снизу показан иа

Риц. 51. Устройство бессемеровского конвертера:

/ — цапфы; 2 —опорное кольцо; 3—горловина; 4 — шестерня; 5—опор­ная станина; 6 — диище; 7 —воздушная коробка; « — патрубок для подачи дутья; 9 — корпус; 10— футеровка; И — сопла

Рис. 51. Корпус — стальной кожух, футерован огнеупорным кирпи­чом. Футеровка конвертера кислая (дииасовый кирпич). Футерован­ное днище скабжеио соплами для подачи воздуха. Сопла выполнены в отдельных огнеупорных (шамотных) кирпичах — фурмах.

Основными недостатками процесса являются невысокое каче­ство металла, присутствие в нем не удаленных 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. В 1878 г. С. Томас вместо кислой футеровки бессемеровского конвертера применил основную, а для связывания фосфора предложил использовать известь. Тома – совский процесс позволил перерабатывать высокофосфористые чугу­ны и получил распространение в странах, где железные руды боль­шинства месторождений содержат миого фосфора (Бельгия, Люк­сембург и др.).

Однако и 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.

Для расширения сортамента томасовской стали были разработа­ны новые технологические варианты этого процесса, обеспечивающие уменьшение хрупкости металла и склонности его к старению. В практике томасовского производства нашли применение работы иа двойном шлаке для снижения содержания фосфора (до 0,015 %), продувка через дно воздухом, обогащенным кислородом, и продувка

Через дно смесями кислород — пар и кислород — углекислый газ для получения стали с низким содержанием азота (до 0,001—0,0035 %).

Дальнейшее совершенствование томасовского производства при­вело к созданию способов передела высокофосфористых чугунов с донным кислородным дутьем.