Бессемеровский процесс производства стали

Сталь является распространенным материалом, который обладает высокими эксплуатационными характеристиками. Он встречается в самых различных отраслях промышленности, применяется при изготовлении изделий, предназначенного для быта или других целей существует просто огромное количество различных методов производства стали, каждый обладает своими определенными особенностями.

Бессемеровский процесс производства стали

Бессемеровский процесс производства стали

Бессемеровский процесс производства стали – новая эра в металлургии, которая позволила получить более качественные металлы с высокими эксплуатационными качествами. Рассмотрим особенности бессемеровского процесса производства стали подробнее.

История изобретения

При развитии машиностроительной, судостроительной промышленности и распространении железной дороги появилась необходимость в появлении более качественной стали. Для этого ранее применяемые технологии изготовления не подходили.

Год изобретения бессемеровского процесса производства стали принято считать 1856. Именно тогда рассматриваемая технология была запатентована автором. Подобное изобретение позволило существенно ускорить развитие машиностроительной промышленности и распространить железную дорогу для транспортировки различных вещей.

Бессемеровский процесс производства стали

Выплавка стали в конверторах

К особенностям изобретения бессемеровского процесса изготовления стали отнесем нижеприведенные моменты:

  1. Ранее применяемые методы производства обладали относительно невысоким показателем производительности. Поэтому на заводах не было достаточного количества металла. Тигельный метод был достаточно дорог, а главное, органичен по объему выпуска
  2. Бессемер начал работать над улучшением качества получаемого чугуна, которое применялось для изготовления дальнобойного орудия. Получаемые механизмы для дальних выстрелов должны выдерживать длительную эксплуатации.
  3. На протяжении длительного периода он разработал довольно большое количество различных технологий, которые позволили повысить качество чугуна и упростить процесс производства металла.
  4. До появления бессемеровского процесса производства меиалла в промышленности практически не было плавленой стали, так как разогреть шихту до температуры более 1 500 градусов Цельсия пока не могли.
  5. Продувка полученного сплава проводилась атмосферным воздухом. При этом подача воздуха проходит не на протяжении всего периода производства стали.
  6. Основной недостаток этой технологии заключается в получении низкокачественного металла. Это связано с тем, что из состава не выводятся достаточное количество серы и фосфора.
  7. Достаточно высокая стоимость получаемого металла также является причиной, по которой бессемеровский процесс производства за достаточно длительный период существования практически не изменилась.

Бессемеровский процесс производства стали

Получение стали в конверторе Бессемера

Разработанная технология основана на применении специального конвертора, при помощи которого происходит продувка сырья.

Бессемеровский конвертер

Распространение этой технологии в 20 веке было очень обширным. Она применялась в странах Америки и Европы. Объем выплавки на тот момент составлял примерно 12,5 миллионов тонн стали. Разработанная технология была настолько удачной, что ее на протяжении многих лет оставляли практически неизменной.

Конструкция конвертера бессемера обладает весьма большим количеством особенностей:

  1. Устройство представлено корпусом и днищем, а также воздушной коробкой.
  2. Корпус устанавливается на металлический пояс, который перераспределяет нагрузку.
  3. Днище имеет сопла, через которые может подаваться воздух для обеспечения протекания процесса окисления.

Устанавливаемое оборудование имеет большие размеры и массу, что существенно усложняет установку и фиксацию. Для конвертора требуется надежный фундамент, который сможет выдерживать давление от устройства и шихты в нем. Кроме этого, возникает довольно много трудностей с нагревом среды до температуры выше 1500 градусов Цельсия.

Технология

Бессемерование – процесс плавки чугуна, который позволяет получить сталь относительно высокого качества. Следует отметить, что подобная технология на сегодняшний день применяется крайне редко. Это связано с появлением довольно большого количества современных технологий, которые позволяют получить более качественную сталь за меньшие сроки.

Весь бессемеровский процесс производства стали можно разделить на несколько основных этапов:

  1. Выполняется заливка чугуна в конвертор через горловину. Важным моментом назовем то, что в подобном положении устройство должно находится в горизонтальном положении, так как есть вероятность заливки сопла металлом. Сопла необходимы для того, чтобы продувать шихту. Именно окисление примесей и их вывод в качестве шлаков позволяет получать сталь повышенного качества.
  2. Следующий этап заключается в пуске дутья и переворачивании конвертора в вертикальное положение.
  3. Для того чтобы обеспечить окисление вредных примесей и излишков углерода проводится продувка металла воздухом. На данном этапе происходит образование шлака, с которым и уходят ненужные химические вещества.
  4. После достаточно длительного периода продувки конвертор снова переворачивается в горизонтальное положение, прекращается продувка расплавленного металла.
  5. Выполняется слив расплавленного металла в ковш и его раскисление путем добавления специальных веществ.

На момент начала продувки состава происходит активное окисление марганца и кремния. На первоначальной стадии углерод практически не окисляется.

Это связано с тем, что данный компонент реагирует исключительно на воздействие высоких температур.

Кроме этого, на процесс окисления примесей оказывает влияние термодинамические факторы, которые определяют активность переноса кислорода к местам протекания бессемеровского процесса.

Рассматривая данную технологию отметим нижеприведенные моменты:

  1. На первом этапе происходит образование большого количества различных шлаков, который в составе имеет высокую концентрацию кремнезема. Временной интервал протекания первого этапа составляет 2-5 минут.
  2. На втором этапе бессемеровского процесса производства обеспечиваются наиболее благоприятные условия для окисления углерода. Примером можно назвать повышение рабочей температуры примерно до 2000 градусов Цельсия. Протяженность данного этапа составляет примерной 13 минут. В конце этого этапа температура понижается примерно до отметки 1600 градусов Цельсия.
  3. Добиться высокого качества стали можно различными методами бессемерования. Все зависит от особенностей состава применяемого лома, концентрации крема в составе.
  4. Для того чтобы исключить вероятность возникновения процесса передувки металла активная подача воздуха прекращается уже на втором этапе.
  5. Только на третьем этапе можно отметить активное окисление железа, что становится причиной выделения бурого дыма. Данный этап начинается на тот момент, когда концентрация углерода меньше 0,1%.

Как ранее было отмечено, бессемеровский метод изготовления стали получил большое распространение по причине высокой производительности. В литейных цехах довольно часто устанавливается оборудование, которое имеет садку около 35 тонн.

Бессемеровский процесс производства стали

Бессемеровский метод выплавки стали

Сегодня бессемеровский метод производства стали практически не применяется, что связано с низким качеством получаемого металла и его достаточно высокой стоимостью.

Бессемеровский процесс производства стали — Мастерок

  • Бессеме́ровский процесс, бессемерование чугуна, производство бессеме́ровской стали — в настоящее время устаревший метод передела жидкого чугуна в литую сталь путём продувки сквозь него сжатого воздуха, обычного атмосферного или обогащённого кислородом. Операция продувки производится в бессемеровском конвертере. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению примесей, содержащихся в чугуне — кремния, марганца и углерода (отчасти также железа) кислородом воздуха дутья. Несмотря на возрастание (с окислением примесей) температуры плавления металла, он остаётся в жидком состоянии благодаря выделению тепла при реакциях окисления. Термин «бессемеровский процесс» обычно присваивают так называемому кислому конвертерному процессу, который ведут в агрегате с кислой футеровкой (кремнистый материал, динас). Процесс был предложен в Англии Генри Бессемером в 1856 году.

Позднее бессемерование стало применяться в цветной металлургии.

В частности, в 1866 году русский изобретатель и инженер Василий Александрович Семенников (1831 – 1898) впервые осуществил бессемерование медного штейна для передела его в черновую медь.

Бессемеровский процесс

Бессемеровский процесс состоит в окислении содержащихся в чугуне примесей воздухом. [1]

Бессемеровский процесс состоит из трех периодов: шлакообразования ( период искр), пламени и бурого дыма. [3]

Бессемеровский процесс является кислым, идущим на кислых шлаках, и футеровка конвертера выполняется из кислого огнеупора – динаса. При кислом процессе из металла не удаляются фосфор и сера, являющиеся вредными примесями.

Вследствие этого в бессемеровской стали содержится значительное количество фосфора. Кроме того, в результате тесного контакта с воздухом дутья в ней содержится много азота.

Все это определяет основные недостатки бессемеровской стали – повышенная хрупкость, особенно при низких температурах, и повышенная склонность к старению. [4]

Читайте также:  Самоделки из сгоревшей болгарки

Бессемеровский процесс был разработан Бессемером ( Англия) в 1856 г.

Сущность способа состоит в том, что сталь получают, окисляя примеси расплавленного чугуна, налитого в конвертор, путем продувки воздухом снизу, через фурмы, расположенные в днище, Окисление углерода, кремния и марганца идет по тем же реакциям, что и при кислородном дутье. Емкость бессемеровских конверторов 10 – 35 т, время продувки 12 – 15 мин. [5]

Бессемеровский процесс состоит из трех периодов: 1) шлакообразования, 2) яркого пламени и 3) бурого дыма. [6]

Бессемеровский процесс отличается высокой производительностью. Уже в самые первые годы своего существования он позволял за считанные минуты превратить 10 – 15 т чугуна в ковкое железо или сталь. [7]

Читать также:  Lm2480na описание на русском

Бессемеровский процесс непригоден для переработки чугунов с повышенным содержанием фосфора, выплавленного из фосфористых руд. Для переработки чугунов высокофосфористых руд, значительные запасы которых имеют страны Западной Европы ( Франция, Бельгия, ФРГ, Люксембург), был предложен томасовский процесс. [8]

  • Бессемеровский процесс весьма интенсивен и продолжается ( от заливки чугуна в конвертор до получения стали) всего 15 – 20 мин. [9]
  • Бессемеровский процесс – получение стали из чугуна в конверторе путем окисления кремния, марганца, углерода и железа атмосферным воздухом, обогащенным кислородом. [10]
  • Бессемеровский процесс весьма интенсивен и продолжается ( от заливки чугуна в конвертор до получения стали) всего 15 – 20 мин. [11]

Бессемеровский процесс производства стали разработан в 1852 г. американцем Уильямом Келли и независимо от него в 1855 г. англичанином Генри Бессемером.

Через специальные сопла, вмонтированные в дно конвертера, в расплав продувают воздух, который окисляет кремний, марганец и другие примеси, а в последнюю очередь углерод.

Реакция завершается примерно за 10 мин, что можно наблюдать по изменению характера пламени горящей окиси углерода, выбрасываемого из конвертера. Затем добавляют высокоуглеродистый сплав и готовую жидкую сталь разливают. [12]

Достоинствами бессемеровского процесса являются высокая производительность, простота устройства конвертера, отсутствие необходимости применять топливо, сравнительно низкие затраты и расходы по переделу. [13]

Преимущество бессемеровского процесса состоит в том, что он не требует дополнительного нагревания, и сталь, полученная по этому способу, хорошо сваривается, прокатывается и протягивается на холоду. [14]

Изобретение бессемеровского процесса обычно относится к 1855 г., когда англичанин Генри Бессемер ( Henry Bessemer, 1813 – 1898 гг.) взял патент на новый способ производства стали, названный впоследствии его именем. Великое открытие Бессемера было подготовлено всем ходом социально-экономич.

Главная сущность изобретения Бессемера заключалась в том, что он предложил плавильный аппарат с высоким темп-рным режимом и значительно ускорил реакции окисления примесей за счет интенсивного перемешивания жидкого чугуна струей проходящего через его толщу воздуха.

Тепло, выделяющееся при протекании химических реакций окисления примесей в чугуне ( кремния, марганца, углерода, а частично и самого железа), используется в бессемеровской реторте для покрытия всех тепловых потерь процесса.

С этой точки зрения предложенный Бессемером способ п о-лучения стали без затраты горючего является непревзойденным по стройности своей теоретич. Для пром-сти того времени Бессемер дал совершенно новый способ массового получения дешевой литой стали, позволяющий немедленно увеличить масштаб производства черного металла в десятки и сотни раз.

Вместо громоздких агрегатов для получения пудлингового желеаа и тигельной стали, вместо примитивных горнов и печей, металлич. Бессемер дал оригинальный плавильный аппарат, в к-ром можно было за одну операцию в течение 10 – 15 мин. Так обстояло дело в области количественных отношений.

Не менее разительные по тому времени результаты дало внедрение нового процесса в части повышения качества стальных изделий. Достаточно указать, что первые бессемеровские рельсы выдерживали срок службы в 40 – 50 раз больший, чем рельсы из пудлинговой стали, изготовлявшиеся в добессе-меровские времена. Этими обстоятельствами объясняется огромное историч.

Бессемер должен был не только установить его производственную схему, но впервые во всех деталях конструктивно разработать всю аппаратуру и вспомогательное оборудование для массового получения литой стали, начиная от плавильного агрегата ( конвертера) и кончая изложницей и разливочным ковшом со стопорным аппаратом, к-рые являются теперь необходимым оборудованием для каждой сталеплавильной мастерской. [15]

Читать также:  Цветомузыка для дома своими руками схемыБессемеровский процесс производства сталиБессемеровский процесс производства сталиБессемеровский процесс производства стали

Бессеме́ровский процесс, бессемерование чугуна, производство бессеме́ровской стали — в настоящее время устаревший метод передела жидкого чугуна в литую сталь путём продувки сквозь него сжатого воздуха, обычного атмосферного или обогащённого кислородом. Операция продувки производится в бессемеровском конвертере. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению примесей, содержащихся в чугуне — кремния, марганца и углерода (отчасти также железа) кислородом воздуха дутья. Несмотря на возрастание (с окислением примесей) температуры плавления металла, он остаётся в жидком состоянии благодаря выделению тепла при реакциях окисления.

Термин «бессемеровский процесс» обычно присваивают так называемому кислому конвертерному процессу, который ведут в агрегате с кислой футеровкой (кремнистый материал, динас). Процесс был предложен в Англии Генри Бессемером в 1856 году [1] .

Содержание

Технология [2]

Течение бессемеровского процесса определяется химическим составом и температурой жидкого чугуна (так называемый «бессемеровский чугун»).

Получившиеся при продувке чугуна нелетучие окислы входящих в его состав элементов (SiO2, MnO, FeO) совместно с компонентами разъедаемой футеровки образуют кислый шлак, содержащий при выплавке низкоуглеродистой стали до 65 % SiO2.

Наличие кислого шлака не даёт возможность удалить из металла присутствующие в нём вредные примеси — в первую очередь фосфор и серу, чем бессемеровский процесс отличается от томасовского процесса.

Поэтому чистота в отношении серы и фосфора является непременным требованием к бессемеровским чугунам, а следовательно, и к «бессемеровским» рудам (содержание фосфора в руде не более 0,025—0,030 %).

На нагрев балластного азота, являющегося при бессемеровском процессе основным компонентом дымовых газов, при средней их температуре 1450 °C расходуется около 110 ккал на 1 кг продуваемого чугуна.

При полной замене воздуха кислородом кремний перестаёт играть ведущую роль в тепловом балансе бессемеровского процесса. Оказывается возможной продувка химически холодных чугунов, поскольку количество тепла дымовых газов снижается в этом случае примерно с 28 % до 8,5 %.

При чисто кислородном дутье содержание в шихте лома, как показывают тепловые расчёты, может быть очень значительным (до 25 %).

Читать также:  Как вытащить сломанный болт из резьбы

Условия прекращения процесса

Вследствие кратковременности бессемеровского процесса (около 15 мин.) весьма трудно определить момент прекращения продувки на заданном содержании углерода в стали.

Примерно до 40-х годов XX века бессемеровский процесс обычно заканчивался на пониженном (против заданного) содержании в стали углерода; сталь затем дополнительно науглероживали в ковше.

Продувка приводила к повышению содержания в металле остаточного кислорода, а следовательно, к увеличению расхода ферросплавов — раскислителей; в результате повышалось также содержание в стали неметаллических включений.

Впоследствии на агрегатах были установлены приборы для непрерывного определения по спектру вырывающегося из горловины конвертера пламени содержания в металле углерода (а также температуры); это позволило автоматически точно определять момент требуемого окончания продувки, с получением стали заданного состава.

Для достижения этой цели стали применяться и другие способы, например, кратковременная остановка продувки для взятия пробы на углерод. Температура металла при выпуске составляет около 1600 °C. Выход годных слитков (см. Бессемеровская сталь) к весу залитого в конвертер чугуна колеблется в пределах 88—90 %, поднимаясь до 91—92 % при добавке в конвертер руды.

Читайте также:  Подключение латра к сети

Малый бессемеровский процесс

Разновидностью бессемеровского процесса является малое бессемерование (малый бессемеровский процесс), проводимое в небольших конвертерах ёмкостью обычно 0,5—4 т, в которых воздух не пронизывает толщу металла, а направляется на его поверхность.

При этом получается горячая сталь (1600—1650 °C) с относительно небольшим содержанием азота (примерно до 0,0075 %), используемая главным образом для тонкостенного и мелкого фасонного стального литья; жидкий чугун для малого бессемеровского процесса готовится в вагранках.

Процесс Бессемера при производстве стали

Известно, что при производстве стали важное значение имеет содержание углерода который должен быть на уровне от 0,02 до 2,14 %. Углерод придаёт стали прочность и твёрдость, но с его увеличением снижает пластичность и вязкость.

Массовое производство дешевой стали стало возможным только после внедрения бессемеровского процесса, обеспечивающего необходимое содержание углерода. Бессемерский процесс назван в честь его гениального изобретателя, британского металлурга сэра Генри Бессемера (1813-1898).

Бессемер рассудил, что углерод в расплавленном чугуне легко соединяется с кислородом, поэтому большое содержание воздуха проходящего через расплавленный чугун должен превратить чугун в сталь, уменьшив содержание углерода.

Суть бессемеровского процесса

В 1856 году Бессемер сконструировал то, что он называл конвертером, — большой сосуд грушевидной формы с отверстиями внизу, позволяющими впрыскивать сжатый воздух. Бессемер наполнил его расплавленным чугуном, продул сжатый воздух через расплавленный металл и обнаружил, что чугун действительно был очищен от углерода и кремния всего за несколько минут.

Более того, вместо того, чтобы застыть от поданного холодного воздуха, металл стал еще горячее и поэтому оставался расплавленным. Последующие эксперименты другого британского изобретателя, Роберта Мушета, показали, что воздушный поток действительно удалял слишком много углерода и оставлял слишком много кислорода в расплавленном металле.

Это сделало необходимым добавление соединения железа, углерода и марганца, называемого шпигелейзен (или Шпигель для краткости): марганец удаляет кислород в виде оксида марганца, который переходит в шлак.

Дутье воздуха через расплавленный чугун с последующим добавлением небольшого количества расплавленного Шпигеля превращает всю большую массу расплавленного чугуна в сталь всего за несколько минут, без необходимости какого-либо дополнительного топлива.

Бессемеровский процесс позволил уменьшить время и необходимую энергию для лужения и цементации которые проводились до изобретения этой технологии.

Недостаток процесса

Бессемеровский процесс имел недостаток — не удалял фосфор из металла. Фосфор делает сталь чрезмерно хрупкой.

Поэтому первоначально бессемеровский процесс можно было использовать только на чугуне, полученном из бесфосфорных руд.

Такие запасы руды относительно редки и дороги, поскольку они встречаются лишь в нескольких местах (например, Уэльс и Швеция, где Бессемер получил свою железную руду, и верхний Мичиган).

В 1876 году валлиец Сидней Гилкрист Томас обнаружил, что добавление в конвертор материала, такого как известняк, вытягивает фосфор из чугуна в шлак, который плавает в верхней части конвертера, где его можно снять, в результате чего получается сталь без фосфора. Это называется базовым процессом Бессемера или базовым процессом Томаса.

Это важнейшее открытие означало, что огромные запасы железной руды из многих регионов мира могут быть использованы для производства чугуна для бессемеровских конвертеров, что в свою очередь привело к стремительному росту производства дешевой стали в Европе и США.

В США, например, в 1867 году было изготовлено и продано 460 000 тонн кованых железных рельсов по цене 83 доллара за тонну. К 1884 году железные рельсы практически перестали изготавливаться вообще.

Их заменили стальными рельсами при годовом производстве 1 500 000 тонн, продаваемых по цене 32 доллара за тонну.

С 1865 по 1905 год средний срок службы рельса увеличился с двух лет до десяти, а вес вагона, который мог выдержать рельс, увеличился с восьми тонн до семидесяти.

Типы плавильных печей

Процесс Бессемера был запатентован и в течение долгого времени изобретатели искали способы обойти патенты. Однако более 100 патентов принадлежали Генри Бессемеру.

В 1860-х годах на сцене появился конкурент — мартеновский процесс, разработанный главным образом немецким инженером Карлом Вильгельмом Сименсом.

Этот процесс превращает железо в сталь в широкой, неглубокой мартеновской печи также называемой газовой печью Сименса, так как она питалась сначала угольным газом, а затем природным газом.

В эту печь добавляли кованое железо или оксид железа в расплавленный чугун до тех пор, пока содержание углерода не будет уменьшено путем разбавления и окисления. Используя выхлопные газы для предварительного нагрева воздуха и газа перед сжиганием, печь Сименса может достигать очень высоких температур.

Как и в случае с конвертерами Бессемера, использование других материалов, таких как известняк, в мартеновских печах помогает удалить фосфор из расплавленного металла (модификация, называемая основным мартеновским процессом).

В отличие от конвертера Бессемера, который производит сталь  мартеновский процесс занимает несколько часов и позволяет проводить периодические лабораторные испытания расплавленной стали.

Это позволяло изготавливать сталь в точном соответствии с требованиями заказчика по химическому составу и механическим свойствам. Мартеновский процесс позволял производить более крупные партии стали, чем процесс Бессемера, и перерабатывать металлолом.

Благодаря этим преимуществам к 1900 году мартеновский процесс в значительной степени вытеснил бессемеровский процесс.

После 1960 года мартеновский процесс, в свою очередь, был заменен основным кислородным процессом, модификацией процесса Бессемера, при производстве стали из железной руды и электродуговой печью при производстве стали из лома.

Массовое производство дешевой стали, ставшее возможным благодаря описанным выше открытиям (и многим другим, не упомянутым выше), произвело революцию в нашем мире.

Рассмотрим краткий и неполный перечень продуктов, ставших возможными (а лучше или более доступными) благодаря истории производства железа и дешевой стали:

железные дороги, нефте-и газопроводы, нефтеперерабатывающие заводы, электростанции, линии электропередач, сборочные линии, небоскребы, лифты, метро, мосты, железобетон, автомобили, грузовики, автобусы, тележки, холодильники, стиральные машины, сушилки для белья, посудомоечные машины, гвозди, винты, болты, гайки, иглы, проволока, часы, консервы, линкоры, авианосцы, нефтяные танкеры, океанские грузовые суда, транспортные контейнеры, краны, бульдозеры, тракторы, сельскохозяйственные орудия, заборы, ножи, вилки, ложки, ножницы, бритвы, хирургические инструменты, шарикоподшипники, турбины, сверла, пилы и всевозможные инструменты.

Бессемеровский процесс | это… Что такое Бессемеровский процесс?

В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 21 декабря 2009.

Схема конвертера Бессемера

Схема бессемеровского конвертера. Через расплавленный чугун продувают воздух, вызывающий окисление примесей и превращение чугуна в сталь.

Конвертер Бессемера в музее Kelham Island, Шеффилд, Англия

Бессемеровский процесс, бессемерование чугуна, производство бессемеровской стали — процесс передела жидкого чугуна в литую сталь путём продувки сквозь него сжатого воздуха, обычного атмосферного или обогащённого кислородом. Операция продувки производится в бессемеровском конвертере. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению примесей, содержащихся в чугуне — кремния, марганца и углерода (отчасти также железа) кислородом воздуха дутья. Несмотря на возрастание (с окислением примесей) температуры плавления металла, он остаётся в жидком состоянии благодаря выделению тепла при реакциях окисления. Термин «бессемеровский процесс» обычно присваивают так называемому кислому конвертерному процессу, который ведут в агрегате с кислой футеровкой (кремнистый материал, динас). Процесс был предложен в Англии Г. Бессемером (1856 г.).

Технология

Течение бессемеровского процесса определяется химическим составом и температурой жидкого чугуна (так называемый «бессемеровский чугун»).

Получившиеся при продувке чугуна нелетучие окислы входящих в его состав элементов (SiO2, MnO, FeO) совместно с компонентами разъедаемой футеровки образуют кислый шлак, содержащий при выплавке низкоуглеродистой стали до 65 % SiO2.

Читайте также:  Как склеить тонкий пластик встык

Наличие кислого шлака не даёт возможность удалить из металла присутствующие в нём вредные примеси — фосфор и серу, чем бессемеровский процесс отличается от томасовского процесса.

Поэтому чистота в отношении серы и фосфора является непременным требованием к бессемеровским чугунам, а следовательно, и к «бессемеровским» рудам (содержание фосфора в руде не более 0,025—0,030 %).

На нагрев балластного азота, являющегося при бессемеровском процессе основным компонентом дымовых газов, при средней их температуре 1450 °C расходуется около 110 ккал на 1 кг продуваемого чугуна.

При полной замене воздуха кислородом кремний перестаёт играть ведущую роль в тепловом балансе бессемеровского процесса. Оказывается возможной продувка химически холодных чугунов, поскольку количество тепла дымовых газов снижается в этом случае примерно с 28 % до 8,5 %.

При чисто кислородном дутье содержание в шихте лома, как показывают тепловые расчёты, может быть очень значительным (до 25 %).

Условия прекращения процесса

Вследствие кратковременности бессемеровского процесса (около 15 мин.) весьма трудно определить момент прекращения продувки на заданном содержании углерода в стали.

Примерно до 40-х годов XX века бессемеровский процесс обычно заканчивался на пониженном (против заданного) содержании в стали углерода; сталь затем дополнительно науглероживали в ковше.

Продувка приводила к повышению содержания в металле остаточного кислорода, а следовательно, к увеличению расхода ферросплавов — раскислителей; в результате повышалось также содержание в стали неметаллических включений.

Впоследствии на агрегатах были установлены приборы для непрерывного определения по спектру вырывающегося из горловины конвертера пламени содержания в металле углерода (а также температуры); это позволило автоматически точно определять момент требуемого окончания продувки, с получением стали заданного состава.

Для достижения этой цели стали применяться и другие способы, например, кратковременная остановка продувки для взятия пробы на углерод. Температура металла при выпуске составляет около 1600 °C. Выход годных слитков (см. Бессемеровская сталь) к весу залитого в конвертер чугуна колеблется в пределах 88—90 %, поднимаясь до 91—92 % при добавке в конвертер руды.

Малый бессемеровский процесс

Разновидностью бессемеровского процесса является малое бессемерование (малый бессемеровский процесс), проводимое в небольших конвертерах ёмкостью обычно 0,5—4 т, в которых воздух не пронизывает толщу металла, а направляется на его поверхность.

При этом получается горячая сталь (1600—1650 °C) с относительно небольшим содержанием азота (примерно до 0,0075 %), используемая главным образом для тонкостенного и мелкого фасонного стального литья; жидкий чугун для малого бессемеровского процесса готовится в вагранках.

См. также

  • Конвертерное производство

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

  • Cтраница 1
  • Бессемеровский процесс состоит РІ окислении содержащихся РІ чугуне примесей РІРѕР·РґСѓС…РѕРј.  [1]
  • Бессемеровский процесс состоит РёР· трех периодов: шлакообразования ( период РёСЃРєСЂ), пламени Рё Р±СѓСЂРѕРіРѕ дыма.  [3]

Бессемеровский процесс является кислым, идущим РЅР° кислых шлаках, Рё футеровка конвертера выполняется РёР· кислого огнеупора — динаса.

При кислом процессе из металла не удаляются фосфор и сера, являющиеся вредными примесями. Вследствие этого в бессемеровской стали содержится значительное количество фосфора.

РљСЂРѕРјРµ того, РІ результате тесного контакта СЃ РІРѕР·РґСѓС…РѕРј дутья РІ ней содержится РјРЅРѕРіРѕ азота. Р’СЃРµ это определяет основные недостатки бессемеровской стали — повышенная хрупкость, особенно РїСЂРё РЅРёР·РєРёС… температурах, Рё повышенная склонность Рє старению.  [4]

Бессемеровский процесс был разработан Бессемером ( Англия) в 1856 г.

Сущность СЃРїРѕСЃРѕР±Р° состоит РІ том, что сталь получают, окисляя примеси расплавленного чугуна, налитого РІ конвертор, путем РїСЂРѕРґСѓРІРєРё РІРѕР·РґСѓС…РѕРј СЃРЅРёР·Сѓ, через фурмы, расположенные РІ днище, Окисление углерода, кремния Рё марганца идет РїРѕ тем же реакциям, что Рё РїСЂРё кислородном дутье. Емкость бессемеровских конверторов 10 — 35 С‚, время РїСЂРѕРґСѓРІРєРё 12 — 15 РјРёРЅ.  [5]

Бессемеровский процесс состоит РёР· трех периодов: 1) шлакообразования, 2) СЏСЂРєРѕРіРѕ пламени Рё 3) Р±СѓСЂРѕРіРѕ дыма.  [6]

Бессемеровский процесс отличается высокой производительностью. Уже РІ самые первые РіРѕРґС‹ своего существования РѕРЅ позволял Р·Р° считанные минуты превратить 10 — 15 С‚ чугуна РІ РєРѕРІРєРѕРµ железо или сталь.  [7]

Бессемеровский процесс непригоден для переработки чугунов с повышенным содержанием фосфора, выплавленного из фосфористых руд.

Для переработки чугунов высокофосфористых СЂСѓРґ, значительные запасы которых имеют страны Западной Европы ( Франция, Бельгия, ФРГ, Люксембург), был предложен томасовский процесс.  [8]

  1. Бессемеровский процесс весьма интенсивен Рё продолжается ( РѕС‚ заливки чугуна РІ конвертор РґРѕ получения стали) всего 15 — 20 РјРёРЅ.  [9]
  2. Бессемеровский процесс — получение стали РёР· чугуна РІ конверторе путем окисления кремния, марганца, углерода Рё железа атмосферным РІРѕР·РґСѓС…РѕРј, обогащенным кислородом.  [10]
  3. Бессемеровский процесс весьма интенсивен Рё продолжается ( РѕС‚ заливки чугуна РІ конвертор РґРѕ получения стали) всего 15 — 20 РјРёРЅ.  [11]

Бессемеровский процесс производства стали разработан в 1852 г. американцем Уильямом Келли и независимо от него в 1855 г. англичанином Генри Бессемером.

Через специальные сопла, вмонтированные в дно конвертера, в расплав продувают воздух, который окисляет кремний, марганец и другие примеси, а в последнюю очередь углерод.

Реакция завершается примерно за 10 мин, что можно наблюдать по изменению характера пламени горящей окиси углерода, выбрасываемого из конвертера.

Затем добавляют высокоуглеродистый сплав Рё готовую жидкую сталь разливают.  [12]

Достоинствами бессемеровского процесса являются высокая производительность, простота устройства конвертера, отсутствие необходимости применять топливо, сравнительно РЅРёР·РєРёРµ затраты Рё расходы РїРѕ переделу.  [13]

Преимущество бессемеровского процесса состоит РІ том, что РѕРЅ РЅРµ требует дополнительного нагревания, Рё сталь, полученная РїРѕ этому СЃРїРѕСЃРѕР±Сѓ, хорошо сваривается, прокатывается Рё протягивается РЅР° холоду.  [14]

Р�зобретение бессемеровского процесса обычно относится Рє 1855 Рі., РєРѕРіРґР° англичанин Генри Бессемер ( Henry Bessemer, 1813 — 1898 РіРі.) РІР·СЏР» патент РЅР° новый СЃРїРѕСЃРѕР± производства стали, названный впоследствии его именем.

Великое открытие Бессемера было подготовлено всем ходом социально-экономич.

Главная сущность изобретения Бессемера заключалась РІ том, что РѕРЅ предложил плавильный аппарат СЃ высоким темп-рным режимом Рё значительно СѓСЃРєРѕСЂРёР» реакции окисления примесей Р·Р° счет интенсивного перемешивания жидкого чугуна струей проходящего через его толщу РІРѕР·РґСѓС…Р°. Тепло, выделяющееся РїСЂРё протекании химических реакций окисления примесей РІ чугуне ( кремния, марганца, углерода, Р° частично Рё самого железа), используется РІ бессемеровской реторте для покрытия всех тепловых потерь процесса. РЎ этой точки зрения предложенный Бессемером СЃРїРѕСЃРѕР± Рї Рѕ-лучения стали без затраты горючего является непревзойденным РїРѕ стройности своей теоретич. Для РїСЂРѕРј-сти того времени Бессемер дал совершенно новый СЃРїРѕСЃРѕР± массового получения дешевой литой стали, позволяющий немедленно увеличить масштаб производства черного металла РІ десятки Рё сотни раз. Вместо РіСЂРѕРјРѕР·РґРєРёС… агрегатов для получения пудлингового желеаа Рё тигельной стали, вместо примитивных РіРѕСЂРЅРѕРІ Рё печей, металлич. Бессемер дал оригинальный плавильный аппарат, РІ Рє-СЂРѕРј можно было Р·Р° РѕРґРЅСѓ операцию РІ течение 10 — 15 РјРёРЅ. Так обстояло дело РІ области количественных отношений. РќРµ менее разительные РїРѕ тому времени результаты дало внедрение РЅРѕРІРѕРіРѕ процесса РІ части повышения качества стальных изделий. Достаточно указать, что первые бессемеровские рельсы выдерживали СЃСЂРѕРє службы РІ 40 — 50 раз больший, чем рельсы РёР· пудлинговой стали, изготовлявшиеся РІ добессе-меровские времена. Этими обстоятельствами объясняется РѕРіСЂРѕРјРЅРѕРµ историч. Бессемер должен был РЅРµ только установить его производственную схему, РЅРѕ впервые РІРѕ всех деталях конструктивно разработать РІСЃСЋ аппаратуру Рё вспомогательное оборудование для массового получения литой стали, начиная РѕС‚ плавильного агрегата ( конвертера) Рё кончая изложницей Рё разливочным ковшом СЃРѕ стопорным аппаратом, Рє-рые являются теперь необходимым оборудованием для каждой сталеплавильной мастерской.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector