درباره آهن آلات
مبدل BESSEMER
مبدل بسمر یک گلدان بزرگ گلابی شکل است. روی محورها متعادل شده است به طوری که می توان قسمت باز آن را به یک سمت برای شارژ کردن و از طریق دیگر برای ریختن فولاد کج کرد. مبدل ها از 5 تا 25 تن (4.5 تا 23 تن متریک) ظرفیت دارند.
پس از اینکه مبدل با فلز داغ شارژ شد، به حالت عمودی چرخانده می شود. هوای دمیده شده از سوراخ های کف آن با سرعت معمول 30000 فوت مکعب (850 متر مکعب) در دقیقه از فلز داغ عبور می کند. جرقه ها و دود غلیظ و قهوه ای از دهان مبدل می ریزد زیرا اکسیژن حاصل از ضربه با مقداری آهن و با سیلیکون و منگنز ترکیب می شود و سرباره تشکیل می دهد. سپس شعله های 30 فوتی (9 متری) جایگزین دود می شوند زیرا اکسیژن با کربن یکی می شود و می سوزد. کل فرآیند کمتر از 15 دقیقه طول می کشد.
این ضربه عناصر مطلوب مانند کربن و منگنز با قیمت آهن را به همراه برخی عناصر نامطلوب از بین می برد. پس از ضربه، عناصر مورد نیاز بازسازی می شوند تا فلز به ترکیب مورد نظر برسد. این کار با افزودن ، آلیاژی از آهن، منگنز و کربن ساخته شده در کوره بلند انجام می شود.
کوره برقی
گریدهای گران قیمت و باکیفیت از فولادهای کربنی و آلیاژی - مانند فولادهای ضد زنگ، ابزار، و مقاوم در برابر خوردگی و حرارت - در کوره های الکتریکی تولید می شوند. اینها از 150 تا 200 تن (136 تا 181 تن متریک) در یک گرما در کمتر از 90 دقیقه تولید می کنند. اگر قیمت قراضه محلی و هزینه برق مطلوب باشد، فولادهای کربنی ساده را می توان با این فرآیند اقتصادی ساخت. این امر منجر به ایجاد تعدادی آسیاب کوچک با مقاصد ویژه بدون قابلیت آهن‌سازی دور از مناطق سنتی فولادسازی شده است.
معمولاً یک کوره الکتریکی که شبیه یک قوری بزرگ بر روی راکرها است، با ضایعات فولاد سرد و شار شارژ می شود. الکترودها پایین می آیند و جریان روشن می شود. از کوره صداهای ترقه مانند تیراندازی سریع به گوش می رسد، زیرا قوس های الکتریکی داغ بین الکترودها و ضایعات جهش می کنند. با ذوب شدن بار، شار، معمولاً سنگ آهک، سرباره ای با ناخالصی های سیلیکون، فسفر و کربن تشکیل می دهد. این سرباره از بین می رود یا تخلیه می شود و شار دیگری برای ترکیب با سایر ناخالصی ها اضافه می شود. عناصر آلیاژی، با توجه به نوع فولاد آلیاژی مورد نظر، اضافه می شوند. از جمله آلیاژهای مورد استفاده می توان به نیکل، مولیبدن، کروم، وانادیم و تنگستن اشاره کرد.
فرآیند پایه اکسیژن
مبدل اصلی اکسیژن شبیه مبدل بسمر است. مواد را از بالا دریافت می کند و برای ریختن فولاد تمام شده نوک می کند. عنصر اصلی یک لنس است که پس از بارگیری با ضایعات فولادی، آهن مذاب و فلاکس در بالای مبدل قرار می گیرد.
لنس اکسیژن با خلوص بالا را با سرعت مافوق صوت به فلز مذاب هدایت می کند. این اثر باعث سوزاندن ناخالصی ها می شود. این فرآیند همچنین ساخت فولاد با حداقل نیتروژن را امکان پذیر می کند که می تواند فولاد را شکننده کند.
سرعت فرآیند اکسیژن تأثیر مهمی بر صنعت داشته است. یک مبدل اکسیژن می تواند دسته ای از فولاد با کیفیت را در 30 تا 45 دقیقه تولید کند. برای تولید فولاد با کیفیت قابل مقایسه در یک کوره اجاق باز بدون لنس اکسیژن به هشت ساعت زمان نیاز است.
پیشرفت‌های اخیر در نسوزها، سرامیک‌های عایق که از ظروف در برابر فولاد داغ محافظت می‌کنند، امکان تزریق اکسیژن از ته ظرف بدون لنس بزرگ پیچیده را فراهم کرده‌اند. این امکان عملکرد بهبود یافته اکسیژن را فراهم می کند و هزینه های سرمایه ای ساخت یک تاسیسات اولیه اکسیژن را کاهش می دهد، به خصوص اگر از ساختمان اصلی و جرثقیل های یک تاسیسات بازنشسته بازنشسته استفاده شود.