Конве́ртер ( англ. converter , от лат. convertere — превращать) — аппарат (вид печи) для получения стали из передельного расплавленного чугуна и шихты продувкой воздухом или технически чистым кислородом . В настоящее время чаще применяется кислород, который подается в рабочее пространство конвертера через фурмы (под давлением около 1,5 МПа). Такой метод получения стали называют конвертерным или кислородно-конверторным . Более половины всей стали в мире получается конвертерным способом.

Конвертер представляет собой ёмкость, состоящую из трех частей: верхней — шлема, средней — цилиндра и нижней — днища. Днище может быть приставным, вставным или цельным с цилиндрической частью. В этом случае конвертер называют глуходонным.

Метод характеризуется высокой производительностью: конвертерный цех в составе трёх 400-тонных конвертеров может обеспечить годовой объём производства на уровне 10 миллионов тонн стали.

Основные страны-производители стали в кислородных конвертерах: Китай , Япония , США , Россия , Германия , Южная Корея , Украина , Бразилия , Индия .

Конвертер (или конвертирование как процесс) применяется и в цветной металлургии, в частности, для удаления избыточных железа и серы из сульфидных расплавов ( штейнов ), с получением файнштейна или белого матта — маложелезистых сплавов сульфидов цветных металлов. При дальнейшей продувке белого матта в конвертере может быть получена черновая медь .

История

Первые конвертеры появились в XIX веке и резко увеличили количество получаемой стали. До этого сталь не выплавляли, а только выплавляли чугун. Для выплавки чугуна достаточна температура порядка 1300 °C. Для стали нужно порядка 1600 °C, и такую температуру получали только при горновой переплавке небольших количеств уже готовой стали в тиглях. Первичную сталь получали кристаллизацией из расплава чугуна при постепенном выжигании углерода ( пудлингование ) или ковкой с попутным науглероживанием сыродутного железа . Оба процесса отличались крайне невысокой производительностью и большими затратами физического труда.

Конвертер изобретён Генри Бессемером в Англии в 1856 году. Идея состояла в том, чтобы дать избыточному углероду чугуна просто выгореть как топливу, продувая через расплав струю воздуха. Тепла, выделившегося в процессе окисления углерода, должно было хватить для разогрева содержимого ковша до температуры плавления стали. Опыты, произведенные изобретателем, оказались успешны, и метод был внедрён на шеффилдских заводах. Бессемеровскому процессу присущи и значительные недостатки: конвертер продувается снизу атмосферным воздухом и выдаёт сталь сравнительно низкого и нестабильного качества, с большим количеством примесей, требующую последующей доводки. Сидни Гилкрист Томас , также англичанин, усовершенствовал процесс, изменив материал футеровки и добавив в плавку известь для удаления фосфора ( томасовский процесс ). Однако вскоре ( 1864 ) была изобретена мартеновская печь , позволявшая получать более качественную сталь стабильного состава, утилизировать любое количество металлолома . Мартен почти на сто лет вытеснил конвертер из сталеплавильного производства.

Возвращение конвертера связано с разработкой в 1930-х годах способов получения больших количеств чистого кислорода. Кислородное дутьё позволило увеличить тепловыделение в процессе плавки и лучше контролировать состав получаемой стали. Вместе с появлением приборов для дистанционного контроля температуры и экспресс-анализа продуктов плавки — металла и газов — это позволило устранить основные недостатки конвертера. Намного большая скорость плавки по сравнению с мартеном (сорок минут против восьми часов, при одинаковой массе плавки) и отсутствие необходимости в топливе привели к тому, что в разрушенной послевоенной Европе новые сталеплавильные цеха отстраивались уже как конвертерные. Первые промышленные кислородно-конвертерные производства были пущены в Австрии — в Линце (1952) и Донавице (1953). В СССР первый кислородно-конвертерный цех был переоборудован из бессемеровского на Днепропетровском металлургическом заводе в 1956 году, в 1957 году пущен новый кислородно-конвертерный цех на Криворожстали . В 1966 году на НЛМК кислородный конвертер впервые в мире был совмещен со 100-процентной разливкой на УНРС

Видео

Советское познавательное видео о технологии конвертерной плавки на

См. также

• Конвертерное производство