Конвертерлік болат өндіру тәсілі

Үрдіс түріне қарай шойынның химиялық құрамы бір–бірінен өзгеше, яғни әрбір үрдіс шойын құрамына белгілі бір талаптар қояды. Мысалы, бессемерлік үрдіс қышқылды болғандықтан, шойын құрамындағы зиянды элеметенттер (S,P) шектеулі, ал үрдістің негізгі жылу көзі кремний болған соң, оның мөлшері 0,8–1,2 % болуы керек. Томас үрдісінің негізгі жылу көзі фосфор болғандықтан әрі жоғары фосфорлы шойыннан болат алу көзделгендіктен, бұл элементтің мөлшері өте жоғары (1,8–2,2%).

ЛД үрдісі ашылғанда, онда мартен пешіне арналған шойын пайдаланылған болатын. Негізінде ЛД үрдісімен кез–келген шойыннан болат алуға болады. Әр елдің металлургиялық зауытының конвертерлік цехында қолданылып жүрген шойынның химиялық құрамының бір–бірінен айырмасы үлкен екені мына сандардан байқалады: 3,7–4,6% С; 0,4–2,6% Mn; 0,3–2,0% Si; 0,03–0,08 % S және 0,3%–дан аз Р. Бірақ ЛД үрдісінің тұрақтылығын арттыру және техника–экономикалық көрсеткіштерін жақсарту үшін, шойын құрамындағы элементтер айырмасының аз болғаны жөн.

Шойын құрамындағы фосфор мөлшері, бір қождық үрдіспен болат қорыту көзделгенде 0,3%–дан төмен болуы керек.

ЛД үрдісімен болат қорытуда күкіртсіздену толымсыздау жүретіндіктен, шойындағы күкірт мөлшері 0,04–0,05%–дан аспағаны жөн.

Сұйық шойынның температурасы 1250–1400°С аралығында. Шойын температурасының төмендігі қож түзілу үрдісін кешеуілдетеді.

Толымды циклмен жұмыс істейтін металлургиялық зауыттың болат қорыту цехында, шикіқұрамдық материал ретінде, шойынды сұйық күйде пайдаланады. Шойынды сұйық күйде қолдану болат қорыту уақытын қысқартып, конвертер өнімділігін арттырады.

Домна пешінен график бойынша ағызылып алынатын шойынның химиялық құрамы мен температурасы бірдей бола бермейді. Мұндай жағдайда миксер деп аталатын арнайы агрегат пайдаланылады.

Егер домна цехы болат қорыту цехын химиялық құрамы мен температурасы бірдей шойынмен қамтамасыз ете алмаса әрі болат қорыту цехына шойын қоры қажет болса, онда бір немесе екі миксермен (сыйымдылығы 1300, 2500 т) жабдықталған миксерлік бөлімше болады. Миксер бөлімшесі конвертер цехымен эстакада арқылы жалғасқан. Конвертерге сұйық шойын теміржол арқылы шойын тасуға арналған шөміштер арқылы жеткізіледі.

Егер домна пештері химиялық құрамы мен температурасы бірдейлеу шойын беретін болса, онда миксерлік бөлімшенің орнына шойын тасуға арналған миксерлік типті шөміштер (қозғалмалы миксер) қолданылады.

Скрап ретінде металлургиялық зауыттың өзінің қалдықтары, машина жасау зауытының қалдықтары және амортизациялық болат сынықтары (мерзімі өткен машина, механизм және т.с.с.) пайдаланылады. Металлургиялық зауыттың болат қалдықтарының химиялық құрамы белгілі және олар ірі әрі ауыр болады. Қалған болат сынықтарының химиялық құрамы белгілі бола бермейді және олардың құрамында зиянды түсті металдар (Pb, Zn, Sn, Cu және т.б.) болуы мүмкін.

Болат қалдықтарын пайдалануға ыңғайлы күйге келтіру үшін, оларды шикіқұрамдық бөлімшеде арнайы құрал–жабдықтармен өңдейді. Мысалы, ірі скрапты сындыру және кесу тәсілдерімен ұсатып бөледі; болат жаңқаны ұсақтаған соң пакеттейді; шойын жаңқаны брикеттейді; қосындылы болат жаңқасын қайта балқытады; жеңіл скрапты (қаңылтыр, сым және т.с.с.) пакеттейді Осындай дайындау жұмыстарынан соң скрапты өлшеп, теміржол арқылы конвертер цехына жеткізеді. Скраптың құны шойыннан арзан болған соң, оның үлесінің көбірек болғаны тиімді.

Ферроқорытпа. Конвертерлік болат қорыту үрдісі–шикіқұрам элементтерін оттегімен тотықтыру үрдісі. Сондықтан балқыма еріген оттегінің жоғары мөлшерімен ерекшеленеді. Оттегі болаттың сапасын төмендететіндіктен, балқыманы ферроқорытпалармен (1.2–кесте) оттегісіздендіреді. Қосындылы болат қорытылса т.б. ферроқорытпалар қосады.

Балқыманы оттегісіздендіру және қоспалау үшін конвертерге немесе шөмішке салынатын ферроқорытпалар ұсатылған күйде әрі зиянды элементтері төмен болуы қажет.

Ферроқорытпалар деп темірдің басқа элементтермен (Si, Mn, Cr, Ni, Ti, V және т.б.) қорытпасын айтады. Оларды (ферромарганец, ферросилиций және т.б.) ферроқорытпа зауытының кенді тотықсыздандыру пештерінде қорытып алады. Болатқа қосынды элементтерді темірмен қорытпа күйінде қосады. Өйткені ферроқорытпаның бағасы арзандау, балқу температурасы төмендіктен еру жылдамдығы мен сіңімділік дәрежесі жоғары. Кейбір ферроқорытпаларда зиянды элементтердің мөлшері жоғары болуынан, болатқа қосынды элементтерді қорытпа күйінде емес, таза күйінде қосады.
1.2 – кесте – Ферроқорытпа құрамы

Атауы	Маркасы	Құрамы, %
		Mn	Si	C	P	S	Басқа
					Көп емес
Ферро– марганец	ФМн0,5	≥85	≤2,0	≤0,5	0,30	0,03
	ФМн 1,0	≥85	≤2,0	≤1,0	0,20	0,03
	ФМн 75	≥75	≤2,0	≤7,0	0,45	0,03
Ферро– силиций	ФС45	≤0,6	41–47		0,05	0,03	≤2,0Al; ≤0,5Cr
	ФС75	≤0,4	74–80		0,05	0,03	≤2,5Al ≤0,4Cr
Силико– марганец	СМн10	≥60	10–13,9	≤3,5	0,20	0,03
Ферро– хром	ФХ006		≤1,5	≤0,06	0,03	0,03	≥65 Cr
	ФХ025		≤2,0	≤0,25	0,03	0,03	≥65 Cr
	ФХ200		≤2,0	≤2,0	0,04	0,04	≥65 Cr
	ФХ800		2,0	≤8,0	0,04	0,06	≥65 Cr
Ферро– титан	Ти2			≤0,2	0,07	0,07	25–35Тi;
Силико– кальций	СК25		Негізі	≤0,5	0,04		25–30 Са; 2Al

Болат қорытуға айналмалы немесе қайнау қабатты пештерде жаңа ғана жұмсақ күйдірілген құрамында 90% –дан жоғары СаО, 3%–дан төмен SiO₂, 0,05%–дан төмен S, 0,02%–дан төмен Р, ірілігі 10–25 мм әк қолданылады. Қыздыру кезіндегі жоғалтымы 2,5–4,0% болғаны жөн.

Боксит пен балқытқыш шпатты қождың түзілуін жеделдету және оның тұтқырлығын жақсарту мақсатымен қолданады. Бокситтің Al₂O₃–ке бай, ал SiO₂–ге кедей (10–12%–дан аз) болғаны жөн. Балқытқыш шпат (75–95% СаF₂) бокситке қарағанда әктің еруін тездетіп, қождың сұйық аққыштығын арттырады.

Тотықтырғыш. Конвертерлік болат қорыту тәсілі шойын элементтерін оттегімен тотықтыруға негізделгендіктен, тотықтырғыш ретінде ауа, техникалық таза оттегі ( 99,5%), темір кені және т.б. қолданылады. Темір кені темір тотықтарына бай, кремнезем мөлшері 8–10% –дан көп емес, зиянды элементтер мөлшері төмен, ірілігі 40–50 мм болғаны қажет.

Темір кені, агломерат, окатыш және т.б. қож түзілу үрдісіне араласып әрі балқыманы салқындатады.