Источник : http://steelguru.com/article/details/MTE%3D/Bessemer_process.html
Процесс плавки протекает в большой яйцевидной стальной емкости названной конвертером Бессемера. Конвертер футерованн изнутри шамотным или доломитным кирпичем. Вместимость конвертера составляла от 8 до 30 тонн расплавленной стали. Чаще всего вместимость конвертеров составляла 15 тонн. Сверху конвертера расположено отверстие (горловина), как правило, смещеное в сторону по отношению к телу колнвертера, через которое вводится железо, и сливается готовая сталь. Дно перфорировано множеством каналом, называемыми фурмами, через которые воздух подается в конвертер. Конвертер вращается на цапфах так, чтобы его можно было повернуть, для заполнением исходными материалами. Во время плавки, конвертер располагается вертикально, и затем снова наклоняется для того, чтобы слить сталь в ковш.
Процесс окисления удаляет примеси, такие как кремний, марганец. Эти оксиды частично выводятся в виде газа и образует твердый шлак.
Процесс окисления удаляет примеси, такие как кремний, марганец. Эти оксиды частично выводятся в виде газа и образует твердый шлак. Огнеупорная футеровка конвертера также играет важную роль в преобразовании чугуна, при низком содержнии фосфора в сырье применяется кислотная футеровка. Доломит используется, когда содержание фосфора достигает высокого уровня (так же иногда используют известняк или магнезит в качестве футеровки вместо доломита) – это получило название как процесс Гилкриста Томаса, названный в честь его изобретателя, Сиднея Гилкриста Томаса. Для того, чтобы придать стали нужные свойства вводятся лигирующие компоненты при завершении процесса.
Когда сталь необходимого качества была получена, она выливалась в ковш и затем разливалась в формы, а более легкий шлак оставался в ковше. Процесс преобразования металла получил название «продувка» длительность его составляла приблизительно двадцать минут. Во время этого периода продвижение процесса окисления примесей оценивалось появлением пламени, выходящего из горловины конвертера: современное использование фотоэлектрических методов регистрации спектра пламени очень помогло сталевару в управлении процессом и получении стали заданного качества. После продувки жидкий металл повторно науглероживется до необходимого уровня, и вводились легирующие компонениты, в зависимости от необходимого сплава.
Перед Бессемеровским процессом в Великобритании не было никакого практического метода сокращения содержания углерода в чугунных чушках. Сталь производилась обратным процессом – добавлением углерода к безуглеродистому кованному железу, обычно импортируемому из Швеции. Производственный процесс, названный процессом цементирования, заключался в том, что кованное железо помещалось в большие каменные короба и засыпалось древесным углем, затем нагревалось. Процесс длился в течении недели. Это вызывало науглероживание стали. До 3 тонн дорогого кокса были сожжены для каждой тонны произведенной стали. Такая сталь продавалась за 50 – 60 фунтов. Наиболее трудоемкой частью процесса было производство кованого железа, сделанного на штамповочных прессах в Швеции.
Историк Роберт Хартвелл утверждает, что китайцы 11-ого столетия Династии Сун использовали метод "частичного обезуглероживания" метод повторного переделывания чугуна при холодной ковке. Историки Джозеф Нидхэм и Вертайм признали, что это было предшественником к Бессемеровскому процессу производства стали. Этот процесс был сначала описан правительственным чиновником, ученым и эрудитом Шеном Куо (1031-1095) в 1075, когда он посетил Цизхой. Хартвелл заявляет, что возможно самый ранний центр, где это было осуществлено, был большой район железного производства вдоль границы Хэнани-Хэбэя во времена 11-ого столетия.
И Бессемер и Хантсменк обосновались в городе Шеффилд в Англии Шеффилд имеет международную репутацию для черной металлургии, которая начинается с 1740 года, когда Бенджамин Хантсменк открыл методика производстве стали в тигеле, в его мастерской в районе Хандсворт. Этот процесс имел огромное влияние на количество и качество производства стали и был вытеснен только столетие спустя в 1856 году изобретением Генри Бессемера, что позволило добиться массового производства стали. Бессемер переместил свою Металлургическую компанию Бессемера в Шеффилд, чтобы быть в центре этой отрасли. В музее города Келхэм все еще сохраняется один из последних примеров британских рабочих конвертеров Бессемера для всеобщего обозрения.
Первый сталелитейный завод Бессемера в Соединенных Штатах был построен в 1855 в Виандоте, штат Мичиган, на реке Детройт, приблизительно в 14 милях к югу от Детройта. Детройт стал одним из первых городов производивших сталь в Северной Америке из-за свободного доступа к судоходству Великих озер и железной руде из северного Мичигана, Висконсина и Миннесоты. Это были главными факторами в развитии Детройта как известный центр автомобильного изготовления.
Бессемеровский процесс произвел революцию в производстве стали, уменьшая его стоимость, увеличивая производительность и скорость, также уменьшая трудоемкость. До введения бессемеровского процесса сталь была слишком дорога, чтобы строить мосты или металлоконструкции для зданий. После введения бессемеровского процессо сталь и кованное железо стали сопоставимы по ценам, и большинство изготовителейперешло к производству стали.
В США коммерческое производство стали, используя этот метод остановилось в 1968 году. Это было заменено процессами, такими как процесс Линца-Донавица, который предложил более эффективный контроль окончательного химического состава. Бессемеровский же процесс не удалял эффективно фосфор из расплавленной стали, руды с низким содержанием фосфора стали дорогими, производственные расходы увеличились. Некоторые марки чувствительны к азоту, который входил в состав воздуха, продуваемого через сталь, что влияло на качество выпускаемой продуции.