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Bessemer (Bessemer Zhang Guohui 1813-1898), también traducido como Bessemer. Inventor e ingeniero británico, uno de los inventores de la fabricación de acero por convertidor.
C, 1856, el ingeniero alemán Wilhelm Siemens utilizó regeneradores para sentar las bases de la estructura del horno de hogar abierto. En 1864, el ingeniero francés Martin utilizó un horno de llama con un regenerador para fundir y refinar arrabio, chatarra de acero y otras materias primas hasta obtener acero fundido bajo el calentamiento directo de la llama de combustión y utilizando gas o petróleo pesado como combustible.
1. Proceso de charcado
El método de fundición para la producción a gran escala de hierro forjado en Gran Bretaña a principios de la Revolución Industrial. También llamado método híbrido. La estructura del horno Pudelin es similar a la del horno de hogar abierto, excepto que no hay un regenerador inferior. La llama larga que se forma después de quemar el combustible se envía al horno, el arrabio se calienta mediante el reflejo en la parte superior del horno y la parte inferior del horno está hecha de óxido de hierro. Debido al exceso de oxígeno en la llama, hay una gran cantidad de oxígeno en el fondo del horno, y el carbono y el fósforo del arrabio se oxidan y eliminan. La temperatura del horno de Pudelin es de sólo unos 1400°C. Después de que el carbono del arrabio se elimina hasta cierto punto, el punto de fusión excede la temperatura del horno y el metal se encuentra en un estado semisolidificado. Se requiere agitación manual para continuar fundiendo. Sin embargo, dado que el fondo del horno y la escoria contienen un contenido muy alto de óxido de hierro de 470, el carbono se puede eliminar a un nivel muy bajo y convertirse en hierro forjado; luego, después de forjar repetidamente, la escoria de óxido de hierro en el hierro forjado se exprime para hacer; Materiales utilizados. El método Pudelin era el principal método de producción antes de la aparición de la siderurgia moderna y ha alcanzado una escala de producción considerable. A mediados del siglo XIX, Pudelin Ironwork tendió más de 70.000 kilómetros de vías férreas en Europa y América. Sin embargo, debido a las debilidades fundamentales de la fundición de semisólidos (las malas condiciones laborales y la mala calidad del hierro forjado), el método Pudelin fue rápidamente eliminado después del nacimiento del método Bessemer.
2. Método de fabricación de acero en crisol
Método para fundir materiales metálicos en acero fundido en un crisol de arcilla de grafito. Fue utilizado por primera vez en 1742 por B. Huntsman de Inglaterra. Cortó hierro carburizado en trozos pequeños, los colocó en un crisol de arcilla cerrado y los calentó fuera del crisol. El hierro continúa absorbiendo carbono del grafito y se funde en acero fundido con alto contenido de carbono, que se moldea en pequeños lingotes y se forja en la forma deseada. Cuando el acero se funde en el crisol, el carbono grafítico también se puede utilizar como agente reductor y se produce la siguiente reacción de reducción:
Carbono + Óxido Ferroso = Cobalto + Hierro
2C+ SiO2=2CO +Si
El oxígeno del acero se puede eliminar y también se pueden eliminar diversas inclusiones en el acero fundido. Por lo tanto, la calidad del acero (acero para herramientas) es superior a la de varios materiales metálicos. tiempo y se puede utilizar para la fabricación y procesamiento de herramientas para materiales metálicos. El método del crisol fue el primer método de producción de acero fundido en la historia de la humanidad. Pero la producción es pequeña y el costo alto. Después de que se inventó el (método) de fabricación de acero con horno de arco eléctrico a finales de 19, gradualmente fue ocupando su lugar. Solo en algunos experimentos, algunas personas usan crisoles para fundir acero fundido con fines de investigación, pero esto ya no está dentro del alcance de la producción de acero.
3. Método de fabricación de acero por convertidor Bessemer
Un método de fabricación de acero por convertidor que sopla aire en el hierro fundido desde la parte inferior del convertidor con un revestimiento de horno ácido para oxidar elementos impuros y producir una gran cantidad. cantidad de calor para fundir acero fundido. También conocido como método de fabricación de acero con convertidor de soplado de fondo ácido. A mediados del siglo XIX, la industria capitalista europea estaba en auge. En ese momento, los antiguos métodos de fabricación de acero existentes, como el método Pudelin y el método de fabricación de acero al crisol, ya no podían satisfacer la creciente demanda de acero de la sociedad. En 1855, el inglés H. Bessemer probó con éxito el método de soplar aire en el hierro fundido para fundir acero fundido y obtuvo una patente en 1856. Al mismo tiempo, el estadounidense W. Kelly también investigó con éxito el método de soplar aire en hierro fundido para fabricar acero (método de ebullición de aire de Kelly) y obtuvo una patente estadounidense en 1857. Cuando Bessemer comenzó su experimento, utilizó arrabio con bajo contenido de fósforo, bajo contenido de azufre y alto contenido de manganeso como materia prima, y al principio tuvo éxito. Sin embargo, cuando se utilizan otros arrabios, el acero fundido producido durante la fundición tendrá poros y grietas térmicas durante la solidificación, lo que dificulta su uso. En 1856, el inglés R. Mushet añadió hierro espejo (una aleación que contiene manganeso) al acero fundido, superando las dificultades mencionadas, promoviendo el desarrollo del proceso Bessemer y siendo pionero en la producción en masa de acero fundido. La productividad es alta, el costo es bajo y la calidad del acero es mejor que la del hierro semisólido Pudelin, por lo que se desarrolla rápidamente. En los 30 años transcurridos entre 1870 y 1908, el proceso Bessemer se convirtió en el principal método de fabricación de acero del mundo. La Figura 1 muestra una descripción general de la acería Bessemer en Sheffield, Reino Unido. En Estados Unidos, el proceso Bessemer también ocupó una posición dominante antes de 1908, hasta el auge de la fabricación de acero a cielo abierto. Con el agotamiento del mineral de hierro con bajo contenido de fósforo, la chatarra de acero acumulada gradualmente en el mundo no se puede utilizar para la fabricación de acero convertidor y la calidad de su acero es peor que la del acero de hogar abierto. Como resultado, el método de fabricación de acero Bessemer fue disminuyendo gradualmente y fue reemplazado por la fabricación de acero de hogar abierto. Aunque la fabricación de acero en Bessemer ha desaparecido, se la reconoce como el comienzo de la fabricación de acero moderna. Utiliza inteligentemente el poder de la explosión para poner el metal, la escoria y el aire en un estado altamente emulsionado y disperso. El principio de que las reacciones metalúrgicas se pueden llevar a cabo a alta velocidad todavía se usa ampliamente en varios convertidores de oxígeno modernos.
4. Fabricación de acero alcalino a hogar abierto
Tecnología operativa de hogar abierto Las materias primas utilizadas en la fabricación de acero a hogar abierto son: ① Arrabio o hierro fundido, chatarra de acero y otros materiales de acero. (2) Mineral de hierro, oxidantes industriales como oxígeno puro y mineral rico artificial ③ Agentes de escoria como cal (o piedra caliza), fluorita, bauxita, etc. (4) Desoxidantes y aditivos de aleación. El proceso de fabricación de acero a cielo abierto suele dividirse en varios pasos, como la reparación del horno, la carga (mineral de hierro, cal y chatarra de acero), el calentamiento, la adición de hierro fundido, la fusión, el refinado, la desoxidación y el roscado.
Tomando como ejemplo el horno de hogar abierto de petróleo pesado de 300 toneladas operado por el método de mineral residual, los tiempos de operación de cada etapa de la fabricación de acero se muestran en la tabla. La gravedad específica de la escoria es sólo aproximadamente la mitad de la gravedad específica del acero fundido. Flota en la superficie del baño fundido, entre el gas del horno y el acero fundido. Es el medio para la transferencia de calor y oxígeno desde el horno. gas al charco fundido.