Схема и принцип действия конвертера. Принцип действия конвертера состоит в переделе жидкого чугуна в сталь путем продувки его воздухом. Источником тепла, необходимого для процесса, являются реакции окисления Si, Мп, С и частично Fe.
Жидкий чугун, необходимый для процесса, получают плавкой в вагранке. Для выплавки стали в литейных цехах используют воздушные конвертеры с боковым дутьем емкостью 1... 5 т (рис. 14.2).
Стальной кожух конвертера имеет двухслойную футеровку. Арматурный слой выкладывается шамотом, рабочий — динасовым кирпичом. Футеровка цилиндрической части конвертера имеет толщину 250 мм, а в области фурм — 350...450 мм. Фурмы диаметром 25... 40 мм располагают в один ряд, число фурм 5... 6. Конвертер закреплен на опорном кольце двумя цапфами. Одна из цапф полая, через нее подают воздух в распределительную коробку фурм. Горловина конвертера имеет уклон 30°, что позволяет заливать чугун при горизонтальном положении конвертера.
Технология плавки. Чугун, заливаемый в конвертер, должен содержать достаточное количество кремния (около 2 %) как главного источника теплоты процесса. Температура заливаемого чугуна — 1300... 1400 °С. При плавке этого чугуна в вагранке используют возврат собственного производства стальных отливок (около 50 %) и передельный низкофосфористый чугун. Для снижения содержания серы в выплавленном ваграночном чугуне применяют ковшовую десульфурацию кальцинированной содой, карбидом кальция и др.
Перед заливкой металла конвертер разогревают до 1000... 1100 °С. Залитый чугун продувают воздухом под давлением 0,12... 0,15 МПа. Продувка делится на два периода. В первом периоде (4... 6 мин) включают дутье и поворачивают конвертер так, чтобы фурмы были слегка погружены в металл. При этом кислородом воздуха окисляется в первую очередь железо (по закону действующих масс), затем кремний и марганец, которые окисляются не только кислородом воздуха, но и моноксидом железа, растворенным в шлаке и в металле.
Во втором периоде происходит окисление углерода. Конвертер наклоняют так, чтобы дутье поступало на поверхность металла. Это создает условия для догорания СО, образующегося в ванне металла, до С02 над ее поверхностью. Появление бурого дыма над горловиной конвертера свидетельствует о том, что Si, Mn и С выгорели, и начался интенсивный угар железа. Продувку прекращают, вводят недостающее количество углерода и марганца с углеродистым ферромарганцем. При этом одновременно происходит предварительное раскисление стали. Окончательное раскисление стали проводят во время выпуска ферросилицием и алюминием.