Pretvorniška proizvodnja jekla
Pretvorniška proizvodnja jekla je postopek izdelave jekla, ki kot glavne surovine uporablja vročo kovino, odpadno jeklo in ferozlitine. Ne zanaša se na zunanje vire energije, ampak namesto tega izkorišča fizično toploto samega staljenega železa in toploto, ki nastane zaradi kemičnih reakcij med komponentami tekočine iz železa, da dokonča postopek izdelave jekla v pretvorniku. Pretvorniki so glede na ognjevzdržno oblogo razvrščeni kot kislinski ali bazični; glede na mesto vpihovanja plina v peč kot zgoraj-pihano, spodaj-pihano ali stransko-pihano; in glede na vrsto plina, ki se uporablja kot pretvornik zraka ali kisika. Osnovni pretvorniki z zgornjim-pihanjem in kombinirani-spodnjim pihanjem so najpogosteje uporabljena oprema za proizvodnjo jekla zaradi svoje hitre proizvodne hitrosti, velike proizvodnje, visokega izkoristka ene-peči, nizkih stroškov in nizkih naložb. Pretvorniki se uporabljajo predvsem za proizvodnjo ogljikovega jekla, legiranega jekla ter za taljenje bakra in niklja.
Konverterske surovine za proizvodnjo jekla
Surovine za konvertersko proizvodnjo jekla delimo na kovinske materiale, nekovinske materiale in pline. Kovinski materiali vključujejo vročo kovino, odpadno jeklo in ferozlitine. Ne-kovinski materiali vključujejo sredstva za-tvorjenje žlindre, talila in hladilna sredstva. Med plini so kisik, dušik, argon, ogljikov dioksid itd. Ne-kovinski materiali se dodajajo med postopkom izdelave jekla v pretvorniku, da odstranijo nečistoče, kot sta fosfor in žveplo, ter za nadzor temperature postopka. V glavnem vključujejo sredstva za tvorbo žlindre (apno, dolomit), talila (fluorit, mlinski kamen), hladilna sredstva (železova ruda, apnenec, odpadno jeklo), sredstva za karburiranje in goriva (koks, grafit, premog, težko olje).
Kakovost izdelkov pretvornika jekla
Različice in kakovost osnovnega kisikovega top-pihanega konverterskega jekla
Plini in vključki v jeklu so glavni pokazatelji za ocenjevanje metalurške kakovosti jekla. Pri osnovni-pretvorniški proizvodnji jekla s kisikovim pihanjem je hitrost reakcije hitra in vrenje intenzivno, zato so vsebnosti H, N in O v jeklu razmeroma nizke: [H] je (3–5) × 10⁻⁴ %, [N] je (20–40) × 10⁻⁴ % in [O] v nizko-ogljičnem jeklu je 0,06 %–0,10 %. Vključki so povezani s postopki deoksidacije in strjevanja. Pomemben dejavnik, ki vpliva na vsebnost dušika v konverterskem jeklu z zgornjim-pihanjem, je čistost kisika, kot je razvidno iz podatkov v tabeli 4. Zato mora biti kisik, uporabljen za proizvodnjo jekla v konverterju, več kot 99 % čistega kisika.
Nizko{0}}ogljično jeklo je glavni proizvod konverterske proizvodnje jekla. Ker se pretvornik hitro razogljiči in je vsebnost plina v jeklu nizka, ima jeklo dobro plastičnost in nizko{2}}temperaturno plastičnost ter odlične lastnosti globokega vlečenja in varjenja. Konvertersko jeklo, ki se uporablja za proizvodnjo vroče-valjane pločevine, hladno-valjane pločevine, pocinkane pločevine, avtomobilske pločevine, hladno-oblikovanih profilov, nizko-ogljikovih mehkih žičnih palic itd., vse kaže dobro zmogljivost.
Čeprav je pri taljenju srednje{0}} in visoko-ogljičnega jekla v pretvornikih nekaj težav, je kakovost jekla še vedno mogoče zagotoviti. Široko se uporabljajo različna konstrukcijska jekla, ležajna jekla, trde žične palice itd., izdelana iz konverterskega jekla. Težavi pri taljenju visoko{5}}ogljičnega jekla sta nadzor ogljika in defosforizacija. Ko je C > 0,2 %, je težko natančno nadzorovati ogljik na podlagi izkušenj. Če je podlanca na voljo, se lahko uporabi za nadzor; brez podlanke je potrebna hitra analiza na sprednji strani peči, kar povzroča zamude. Končna-točka (FeO) v visoko{11}}ogljikovem jeklu je nizka, čas defosforizacije pa kratek. Zato je potreben dvojni-postopek žlindre, tj. izločanje začetne žlindre na začetku obdobja razogljičenja, da se odstrani fosfor, ki je vstopil v žlindro v zgodnji fazi. Vendar pa postopek z dvojno-žlindro izgubi veliko toplote in železa v žlindri in se ga ne sme uporabljati, razen če je to nujno potrebno. Metoda naogljičenja je še ena delovna metoda za taljenje srednje{19}} in visoko-ogljičnega jekla. V tem primeru je postopek vpihovanja enak kot pri nizko-ogljičnem jeklu, vendar je v loncu dodan karburizer za povečanje vsebnosti ogljika na zahtevano raven. Sredstva za naogljičenje so koks, naftni koks itd. Majhno količino naogljičenja za srednje-ogljikovo jeklo je enostavno doseči. Pri visoko-ogljičnem jeklu mora biti naogljičenje dobro nadzorovano, vendar lahko kakovost tirnega jekla, trde žične palice itd. izpolni zahteve pri taljenju z metodo naogljičenja.
Pri taljenju nizko-legiranega jekla v pretvornikih ni posebnih težav. Pri taljenju legiranega jekla je treba v lonec za legiranje dodati veliko količino ferozlitin, ki znižujejo temperaturo jekla. Prekomerno zvišanje točilne temperature negativno vpliva na defosforizacijo. Zato je treba taljenje legiranega jekla kombinirati s sekundarnim rafiniranjem z uporabo peči z loncem za dokončanje legiranja. Poleg tega, ker postajajo zahteve za nadzor sestave jekla vse strožje, da bi zmanjšali nihanja v lastnostih jekla, čim ožje je območje sestave, tem bolje. To zahteva tudi natančno-uravnavanje sestave zlitine med rafiniranjem v loncu.
Še vedno obstajajo težave pri taljenju jekla z ultra-nizko{1}}ogljikom (C < 0,03 %) v pretvornikih z najvišjim{3}}pihanjem. Prvič, ker se pod kritično vsebnostjo ogljika stopnja razogljičenja zmanjša in mešanje kopeli oslabi. Povečana oskrba s kisikom spodbuja samo oksidacijo železa in ne odstranjevanja ogljika. Drugič, [%C] × [%O]=0.0025. Ko [%C]=0.01%, [%O]=0.25%, kar je že nasičena koncentracija [O]. To pomeni, da je 0,01 % C teoretična meja razogljičenja. Za nadaljnje razogljičenje je treba zmanjšati parcialni tlak CO v plinski fazi, kar zahteva uporabo sekundarnih metod rafiniranja.
