Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Болат жасау әдісі
Steelmaking method
Базалық оттегімен болат жасау (BOS, BOP, BOF немесе OSM), сондай-ақ Линц-Донавиц болат жасау немесе оттегі конвертер процесі деп аталады, – бастапқы болат жасау әдісі, онда көміртегіге толы балқытылған шойын болатқа айналдырылады. Балқытылған шойынға оттегі үрлеу арқылы қорытпадағы көміртегі мөлшері төмендетіліп, одан төмен көміртекті болат жасалады. Процесс негізгі деп аталады, себебі кальций оксиді немесе доломит сияқты химиялық негіздер болатын шлактар қосылып, қорытпадан қоспаларды кетіруге және конвертердің қабырғасын қорғауға көмектеседі. Бұл процесті 1948 жылы швейцариялық инженер Роберт Дюрер ойлап тапты және 1952–1953 жылдары австриялық VOEST және ÖAMG болат өндіру компаниялары коммерцияландырды. Австрияның Линц және Донавиц қалаларының (Леобен ауданы) атымен аталған LD конвертері – бұл Бессемер конвертерінің жетілдірілген түрі, онда ауа үрлеу оттегі үрлеумен алмастырылған. Ол өсімдіктердің капиталына қажетті шығындарды және балқыту уақытын қысқартып, еңбек өнімділігін арттырды. 1920 мен 2000 жылдар аралығында өнеркәсіптегі еңбекке қажеттілік 1000 есеге төмендеді, тоннаға 3 адам-сағаттан 0,003 адам-сағатқа дейін. Әлемде өндірілетін болаттың көп бөлігі базалық оттегі пешінде жасалады. 2000 жылы ол әлемдік болат өндірісінің 60%-ын құрады, ал ашық ошақтағы 10–12 сағатқа қарағанда 40 минуттан кем уақытта болатқа айналдырылады.
Basic oxygen steelmaking (BOS, BOP, BOF, or OSM), also known as Linz Donawitz steelmaking or the oxygen converter process, is a method of primary steelmaking in which carbon rich molten pig iron is made into steel. Blowing oxygen through molten pig iron lowers the carbon content of the alloy and changes it into low carbon steel. The process is known as basic because fluxes of calcium oxide or dolomite, which are chemical bases, are added to promote the removal of impurities and protect the lining of the converter. The process was invented in 1948 by Swiss engineer Robert Durrer and commercialized in 1952–1953 by the Austrian steelmaking company VOEST and ÖAMG. The LD converter, named after the Austrian towns Linz and Donawitz (a district of Leoben) is a refined version of the Bessemer converter where blowing of air is replaced with blowing oxygen. It reduced capital cost of the plants and smelting time, and increased labor productivity. Between 1920 and 2000, labor requirements in the industry decreased by a factor of 1,000, from more than 3 man hours per metric ton to just 0.003. The majority of steel manufactured in the world is produced using the basic oxygen furnace. In 2000, it accounted for 60% of global steel output. and convert it into steel in less than 40 minutes, compared to 10–12 hours in an open hearth furnace.
Тарих
Негізгі оттегі процесі дәстүрлі "үлкен болат" ортасынан тыс дамыды. Оны швейцариялық инженер Роберт Дюрер әзірлеп, жетілдіріп, екінші дүниежүзілік соғыстың салдарынан әлі толыққанды қалпына келмеген одақтас оккупацияланған Австриядағы екі шағын болат компаниясы коммерцияландырды. 1856 жылы Генри Бессемер балқытылған темірді көмірлендіру үшін оттегімен үрлеуді қамтитын болат өндіру процесін патенттеді (Ұлыбритания патенті № 2207). Дерлік 100 жыл бойы коммерциялық мөлшерде оттегі қолжетімді болған жоқ немесе тым қымбат болды, сондықтан бұл өнертабыс пайдаланылмады. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде неміс (Карл Валериан Шварц), бельгиялық (Джон Майлз) және швейцариялық (Дюрер және Генрих Хайльбрюгге) инженерлер оттегімен үрлейтін болат өндірудің өз нұсқаларын ұсынды, бірақ оны жаппай өндіріске тек Дюрер мен Хайльбрюгге ғана енгізді. 1949 жылдың маусым айында VÖEST Дюрердің процесін LD (Линц-Донавиц) процесі деп атады. 1949 жылдың желтоқсанында VÖEST және ÖAMG алғашқы 30 тонналық оттегі конвертерлерін салуға міндеттелді. 1963 жылға қарай 34 мың кәсіпкер мен инженер VÖEST конвертеріне сапар шекті. Американдық ірі болат өндірушілер жаңа технологияны кешікпен қабылдады. АҚШ-тағы алғашқы оттегі конвертерлері 1954 жылдың соңында Мичиган штатының Трентон қаласындағы McLouth Steel компаниясымен іске қосылды, ол ұлттық болат нарығының 1% -дан азын құрады. Шлак түзу үшін (кальций оксиді немесе доломит) қоспалар беріледі, шлактың сілтілігін сақтау үшін – кальций оксиді мен кремний оксидінің арақатынасы – отқа төзімді материалдың тозуын азайту және болат өндіру процесінде қоспаларды сіңіру үшін қажетті деңгейде ұсталады. "Үрлеу" кезінде ыдыстағы металл мен қоспалардың араласуы тазарту процесін жеңілдететін эмульсияны құрайды. 20 минутқа созылатын үрлеу циклының соңында температура өлшенеді және сынамалар алынады. Үрленген металдың әдеттегі химиялық құрамы: 0,3–0,9% C, 0,05–0,1% Mn, 0,001–0,003% Si, 0,01–0,03% S және 0,005–0,03% P. BOS ыдысы шлак құю жағына қарай еңкейтіледі және болат, негізгі отқа төзімді қабырғасы бар болат құймасына, тесік арқылы құйылады. Бұл процесс болатты құю деп аталады. Болатты қораптық пеште одан әрі тазарту жүргізіледі, тұтынушының қажетті ерекше қасиеттерін беру үшін қорытпа материалдары қосылады. Кейде қоспаларды дұрыс араластыру үшін аргон немесе азот құймаға жіберіледі. BOS ыдысынан болат құйылғаннан кейін шлак BOS ыдысының аузы арқылы шлак ыдыстарына құйылады және төгіледі.
The basic oxygen process developed outside of the traditional "big steel" environment. It was developed and refined by a single man, Swiss engineer Robert Durrer, and commercialized by two small steel companies in allied occupied Austria, which had not yet recovered from the destruction of World War II. In 1856, Henry Bessemer had patented a steelmaking process involving oxygen blowing for decarbonizing molten iron (UK Patent No. 2207). For nearly 100 years commercial quantities of oxygen were not available or were too expensive, and the invention remained unused. During WWII German (Karl Valerian Schwarz), Belgian (John Miles) and Swiss (Durrer and Heinrich Heilbrugge) engineers proposed their versions of oxygen blown steelmaking, but only Durrer and Heilbrugge brought it to mass scale production. By June 1949, VÖEST developed an adaptation of Durrer's process, known as the LD (Linz Donawitz) process. In December 1949, VÖEST and ÖAMG committed to building their first 30 ton oxygen converters. Thirty four thousand businesspeople and engineers visited the VÖEST converter by 1963. Big American steelmakers were late adopters of the new technology. The first oxygen converters in the US were launched at the end of 1954 by McLouth Steel in Trenton, Michigan, which accounted for less than 1% of the national steel market. Fluxes (calcium oxide or dolomite) are fed into the vessel to form slag, to maintain basicity of the slag – the ratio of calcium oxide to silicon oxide – at a level to minimise refractory wear and absorb impurities during the steelmaking process. During "blowing", churning of metal and fluxes in the vessel forms an emulsion that facilitates the refining process. Near the end of the blowing cycle, which takes about 20 minutes, the temperature is measured and samples are taken. A typical chemistry of the blown metal is 0.3–0.9% C, 0.05–0.1% Mn, 0.001–0.003% Si, 0.01–0.03% S and 0.005–0.03% P.
The BOS vessel is tilted towards the slagging side and the steel is poured through a tap hole into a steel ladle with basic refractory lining. This process is called tapping the steel. The steel is further refined in the ladle furnace, by adding alloying materials to impart special properties required by the customer. Sometimes argon or nitrogen is bubbled into the ladle to make the alloys mix correctly. After the steel is poured off from the BOS vessel, the slag is poured into the slag pots through the BOS vessel mouth and dumped.
Нұсқалар
Бұрынғы конвертерлер, алынып, жөнделуі мүмкін жалған түбімен, әлі де қолданылуда. Қазіргі заманғы конвертерлерде аргонмен тазартуға арналған бекітілген түбі бар. Энергияны оңтайландыру пеші (EOF) – бұл қалдықтарды алдын ала қыздырумен байланысты BOF нұсқасы, онда пештің төбесінде орналасқан қалдықтарды алдын ала қыздыру үшін газдан шығатын жылу пайдаланылады. Үрлеуге қолданылатын найза өзгеріске ұшырады. Найзаның үрлеу кезінде істеп қалуын болдырмау үшін ұзын, конус тәрізді мыс ұшы бар шлаксыз найзалар қолданылады. Жанудан бұрынғы найза ұштары үрлеу кезінде пайда болатын CO-ны жағып, қосымша жылу береді. Шлаксыз құю үшін жебелер, отқа төзімді шарлар және шлак детекторлары қолданылады. Қазіргі заманғы конвертерлер автоматты үрлеу схемаларымен және күрделі басқару жүйелерімен толық автоматтандырылған.
Earlier converters, with a false bottom that can be detached and repaired, are still in use. Modern converters have a fixed bottom with plugs for argon purging. The energy optimization furnace (EOF) is a BOF variant associated with a scrap preheater where the sensible heat in the off gas is used for preheating scrap, located above the furnace roof. The lance used for blowing has undergone changes. Slagless lances, with a long tapering copper tip, have been employed to avoid jamming of the lance during blowing. Post combustion lance tips burn the CO generated during blowing into and provide additional heat. For slag free tapping, darts, refractory balls, and slag detectors are employed. Modern converters are fully automated with automatic blowing patterns and sophisticated control systems.