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.