1. Principe de fonctionnement de la fabrication d'acier par convertisseur
La fabrication de l'acier par convertisseur est une méthode de fabrication de l'acier dans laquelle de l'air ou de l'oxygène est soufflé dans le fer en fusion pour oxyder rapidement le carbone, le manganèse, le silicium, le phosphore, le soufre et d'autres éléments du fer en fusion, et la chaleur dégagée pendant l'oxydation est utilisée pour chauffer sans supplément. chauffage. Le convertisseur peut être divisé en trois types selon la position de soufflage : convertisseur soufflé par le bas, convertisseur soufflé par le côté et convertisseur soufflé par le haut. Selon l'acidité et l'alcalinité des matériaux réfractaires pour le revêtement du four, ils peuvent également être divisés en convertisseur acide et convertisseur alcalin. Au début de la fabrication de l'acier par convertisseur, l'air est utilisé pour le soufflage, car l'azote contenu dans l'air n'est pas un gaz d'entretien de la combustion et ne participe pas aux réactions chimiques. La quasi-totalité s'échappe du trou de coulée du four et absorbe également une grande quantité d'énergie thermique. L'azote restant dans l'acier peut également nuire à sa qualité. Depuis l'adoption de la méthode de soufflage d'oxygène, les inconvénients liés aux qualités d'acier limitées et à la faible qualité de la fusion dans le convertisseur ont été surmontés. La qualité de fusion actuelle et la variété des convertisseurs d'oxygène soufflés par le haut ont rattrapé le foyer ouvert, et certaines propriétés dépassent même le foyer ouvert. Les avantages initiaux de l'acier de conversion, tels qu'un faible investissement, une construction rapide, une grande adaptabilité aux matières premières et une productivité élevée, ont été pleinement exploités. Par conséquent, la fabrication d’acier par convertisseur est une méthode de fabrication d’acier très prometteuse. D'après la situation dans divers pays du monde, la fabrication d'acier par convertisseur a un grand potentiel pour remplacer la fabrication d'acier à foyer ouvert. Selon les statistiques, en 1960, l'acier produit par la sidérurgie à oxygène soufflé par le haut ne représentait que 4 % de la production mondiale d'acier, mais en 1969, il était passé à 37 %, et en 1972, à 53 %, dépassant de loin la production d'acier à foyer ouvert. À l'heure actuelle, la Chine utilise principalement des convertisseurs d'oxygène soufflés par le haut (alcalins) et des convertisseurs d'oxygène soufflés latéralement (alcalins).
2. Le processus de production du convertisseur d'oxygène soufflé par le haut
L'extérieur du convertisseur d'oxygène soufflé par le haut est constitué de tôles d'acier et revêtu de briques réfractaires alcalines. La principale matière première pour la fabrication de l'acier est le fer fondu, qui utilise également une partie de la ferraille (ou du minerai de fer) comme liquide de refroidissement, ainsi que des matériaux de fabrication de scories tels que la chaux et la fluorite (CaF2) ajoutés pour éliminer le soufre et le phosphore. Des désoxydants tels que le manganèse, le fer, le silicium ou l'aluminium sont également utilisés pour la désoxydation. Le processus de fabrication de l’acier peut être grossièrement divisé en trois étapes : le chargement, le soufflage et la désoxydation. Tout d'abord, de la ferraille et du minerai de fer sont chargés, suivis du fer en fusion à une température d'environ 1200-1300 degrés. Ensuite, une lance à oxygène est insérée dans le bec du four pour souffler de l'oxygène, oxydant rapidement le carbone, le silicium, le manganèse et d'autres éléments présents dans le fer en fusion, tout en libérant une grande quantité de chaleur pour faire fondre la ferraille et le minerai de fer. Pendant le processus de soufflage d'oxygène, des matériaux de fabrication de scories sont également ajoutés pour éliminer le phosphore et le soufre. Après avoir soufflé de l'oxygène pendant un certain temps, le carbone, le silicium, le manganèse et d'autres éléments diminuent jusqu'à une certaine plage, arrêtent de souffler de l'oxygène et extraient la lance à oxygène. Si la température de l'acier fondu est trop élevée à ce moment-là, ajoutez de la ferraille pour le refroidissement. Lorsque la composition et la température de l’acier fondu répondent aux exigences, l’acier peut être produit. Un désoxydant est généralement ajouté à la poche d’acier fondu pendant la fabrication de l’acier. Le temps de soufflage d'un convertisseur de 300 tonnes est inférieur à 20 minutes, temps auxiliaire n'excédant pas 1 heure. La fabrication d'acier par convertisseur à oxygène soufflé par le haut a un rendement élevé et une bonne qualité, et constitue une méthode de fabrication d'acier très prometteuse. La capacité de production d'un convertisseur s'exprime en termes de poids de fer en fusion pouvant être injecté lors de chaque processus de soufflage. Par exemple, si 10 tonnes de fer en fusion peuvent être injectées lors de chaque processus de soufflage, on parle alors de convertisseur de 10 tonnes.