Бессемерівський спосіб

Рис. 11.2. Схематичне зображення конвертора Бесемера

Бессемерівським способом переробляють чавуни, які містять мало фосфору та сірки й багаті на силіцій (не менше 2 %). При продуванні кисню спочатку окиснюється силіцій із виділенням значної кількості тепла. Унаслідок цього початкова температура чавуну приблизно з 1 300 °C швидко піднімається до 1500…1 600 °С. Вигоряння 1 % Si обумовлює підвищення температури на 200 °C.

Починаючи 1 500 °C, починається інтенсивне вигоряння вуг­лецю. Разом із ним інтенсивно окиснюється й залізо, особливо під кінець вигоряння силіцію і вуглецю:

Si + O₂ = SiO₂;

2C + O₂ = 2CO↑;

2Fe + O₂ = 2FeO.

Монооксид заліза FeO, що утворюється, добре розчиняється в розплавленому чавуні й частково переходить у сталь, а частко­во реагує із SiO₂ й у вигляді силікату заліза FeSiO₃ переходить у шлак:

FeO + SiO₂ = FeSiO₃.

Фосфор повністю переходить із чавуну в сталь, бо P₂O₅ за надлишку SiO₂ не може реагувати з основними оксидами, оскільки SiO₂ з останніми реагує більш енергійно. Тому фос­фористі чавуни переробляти цим способом на сталь не можна.

Усі процеси в конверторі йдуть швидко – протягом 10–20 хвилин, бо кисень повітря, що продувається через чавун, реагує з відповідними речовинами відразу по всьому об’єму металу. При продуванні повітря, збагаченого киснем, процеси прискорюються.

Монооксид вуглецю CO, що утворюється під час вигоряння вуглецю, пробулькуючи вгору, згоряє там, утворюючи над гор­ловиною конвертора факел світлого полум’я, який у міру виго­ряння вуглецю зменшується, а потім зовсім зникає, що й служить ознакою закінчення процесу.

Одержувана при цьому сталь містить значні кількості розчиненого монооксиду заліза FeO, який сильно знижує якість сталі. Тому перед розливкою сталь треба обов’язково розкисню­вати за допомогою різних розкисників – феросиліцію, феро­мангану або алюмінію:

2FeO + Si =2Fe + SiO₂;

FeO + Mn = Fe + MnO

3FeO + 2Al = 3Fe + Al₂O₃.

Монооксид мангана MnO як основний оксид реагує із SiO₂ й утворює силікат мангана MnSiO₃, який переходить у шлак. Оксид алюмінію як нерозчинна за цих умов речовина теж спли­ває наверх і переходить у шлак. Незважаючи на простоту й велику продуктивність, бессемерівський спосіб тепер не досить поширений, оскільки він має ряд істотних недоліків. Так, чавун для бессемерівського способу повинен бути з найменшим вміс­том фосфору й сірки, що далеко не завжди можливо. При цьому способі відбувається дуже велике вигоряння металу, і вихід сталі становить лише 90 % від маси чавуну, а також витра­чається багато розкисників. Серйозним недоліком є неможли­вість регулювання хімічного складу сталі.

Бессемерівська сталь містить зазвичай менше 0,2 % вуглецю і використовується як технічне залізо для виробництва дроту, болтів, покрівельного заліза тощо.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: