НАУКА И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
      
Конвертеры
      
      В 1855 году англичанин Генри Бессемер провел интереснейший опыт: он 
расплавил в тигле кусок доменного чугуна и продул его воздухом. Хрупкий чугун 
превратился в ковкую сталь. Все объяснялось очень просто – кислород воздуха 
выжигал углерод из расплава, который удалялся в атмосферу в виде оксида и 
диоксида. Впервые в истории металлургии для получения продукта не требовался 
дополнительный подогрев сырья. Это и понятно, ведь Бессемер реализовал 
экзотермическую реакцию горения углерода. Процесс был удивительно быстротечен. 
В пудлинговой печи сталь получали лишь за несколько часов, а здесь – за 
считанные минуты. Так Бессемер создал конвертер – агрегат, превращающий 
расплавленный чугун в сталь без дополнительного нагрева. Д.И. Менделеев назвал 
бессемеровские конвертеры печами без топлива. А поскольку по форме агрегат 
Бессемера напоминал грушу, его так и называли – «бессемеровская груша».
      В бессемеровском конвертере можно переплавлять не всякий чугун, а только 
такой, в составе которого имеются кремний и марганец. Соединяясь с кислородом 
подаваемого воздуха, они выделяют большое количество теплоты, которая и 
обеспечивает быстрое выгорание углерода. Все же теплоты не хватает, чтобы 
расплавлять твердые куски металла. Поэтому в бессемеровском конвертере нельзя 
перерабатывать железный лом или твердый чугун. Это резко ограничивает 
возможности его применения.
      Бессемеровский процесс – быстрый, дешевый и простой способ получения 
стали, но есть у него и большие недостатки. Поскольку химические реакции в 
конвертере идут очень быстро, то углерод выгорает, а вредные примеси – сера и 
фосфор – остаются в стали и ухудшают ее свойства. Кроме того, при продувке 
сталь насыщается азотом воздуха, а это ухудшает металл. Вот почему, как только 
появились мартеновские печи, бессемеровский конвертер стал редко употребляться 
для выплавки стали. Гораздо больше конвертеры использовали для выплавки цветных 
металлов – меди и никеля.
      Сегодняшний конвертер, конечно, можно в определенном смысле называть 
потомком бессемеровского детища, ибо в нем, как и прежде, сталь получают, 
продувая жидкий чугун. Но уже не воздухом, а технически чистым кислородом. Это 
оказалось намного эффективнее.
      Кислородноконвертерный способ выплавки стали пришел в металлургию более 
чем полвека назад. Созданный в Советском Союзе по предложению 
инженераметаллурга Н.И. Мозгового, он полностью вытеснил бессемеровский 
процесс А первая в мире тонна кислородноконвертерной стали была успешно 
выплавлена в 1936 году на киевском заводе «Большевик».
      Оказалось, что таким способом можно не только перерабатывать жидкий чугун,
 но и добавлять в него значительные количества твердого чугуна и железного лома,
 который раньше можно было перерабатывать только в мартеновских печах. Вот 
почему кислородные конвертеры получили такое большое распространение.
      Но только в 1950е годы конвертеры для выплавки стали окончательно 
выдвинулись на первый план. Степень использования тепла в кислородном 
конвертере гораздо выше, чем в сталеплавильных агрегатах подового типа. 
Тепловой коэффициент полезного действия конвертера составляет 70 процентов, а у 
мартеновских печей не более 30. Кроме того, газы отходящие из конвертера, 
используются при дожигании в котлахутилизаторах, или как топливо при отводе 
газов из конвертера без дожигания.
      Существует три вида конвертеров: с донной продувкой, верхней и 
комбинированной. В настоящее время наиболее распространенными в мире являются 
конвертеры с верхней продувкой кислородом – агрегаты весьма производительные и 
относительно простые в эксплуатации. Однако в последние годы во всем мире 
конвертеры с донным и с комбинированным (сверху и снизу) дутьем начинают 
теснить конвертеры с верхней продувкой.
      Рассмотрим устройство кислородного конвертера с верхней продувкой. 
Средняя часть корпуса конвертера цилиндрической формы, стены ванны сферической 
формы, днище плоское. Верхняя шлемная часть конической формы. Кожух конвертера 
выполняют из стальных листов толщиной 3090 миллиметров. В конвертерах садкой 
до 150 тонн днище отъемное, крепят его к корпусу болтами, что облегчает 
ремонтные работы. При садке 250–350 тонн конвертер делают глуходонным, что 
вызвано необходимостью создания жесткой конструкции корпуса, гарантирующей от 
случаев прорыва жидкого металла.
      Корпус конвертера крепят к специальному опорному кольцу, к которому 
приваривают цапфы. Одна из цапф через зубчатую муфту соединена с механизмом 
поворота. В конвертерах вместимостью больше двухсот пятидесяти тонн обе цапфы 
являются приводными. Конвертер цапфами опирается на подшипники, установленные 
на станинах. Механизм поворота позволяет вращать конвертер вокруг 
горизонтальной оси.
      Корпус и днище конвертера футеруют огнеупорным кирпичом. Подача кислорода 
в ванну конвертера для продувки металла осуществляется через специальную фурму, 
вводимую в горловину конвертера.
      Первой операцией конвертерного процесса является загрузка скрапа. 
Конвертер наклоняют на некоторый угол от вертикальной оси и специальным 
коробомсовком вместимостью через горловину загружают в конвертер скрап – 
железный и стальной лом. Обычно загружают 2025 процентов скрапа на плавку. 
Если скрап не подогревают в конвертере, то затем сразу же заливают жидкий чугун.