Процес переробки чавуну на сталь зводиться до видалення з нього домішок, в основному надлишку вуглецю. Зменшення концентрацій елементів, що містились в чавуні змінює його хімічний склад і придає йому нові властивості.
Що ж таке сталь?
Сталь це сплав заліза з вуглецем в якому міститься вуглецю менше 2,14%, а практично до 1,5%.
Якщо доменний процес є відновним, то сталеплавильний – окислювальний, так як домішки, що знаходяться в чавуні видаляються шляхом взаємодії з киснем, так видаляються вуглець, марганець, силіцій, які переходять в шлак у вигляді оксидів. Цей процес проходить при високій температурі в розплавленому чавуні. Сірка і фосфор удаляються дією вапна.
Основними способами виробництва сталі є:
- киснево-конвертерний,
- мартенівський,
- електротермічний.
Киснево-конвертерний спосіб. Суть цього способу заключається в тому, що через розплавлений чавун продувають технічно чистий кисень (95,5%), який з’єднуючись з домішками, виводить їх в шлак та відходячі гази.
Конвертер - стальна посудина грушовидної форми з глухим дном. Зовнішня частина - кожух з товстолистової сталі, внутрішня частина футерована вогнетривкою цеглою. На цапфах він може повертатися навкруг вісі цапф. При завантаженні твердої сировини (руда, металобрухт, флюс) та заливці чавуну його повертають на 45°, а потім повертають у вертикальне положення, опускають мідну трьохстінну фурму, яка охолоджується водою і подають кисень (95,5%) - під тиском 0,9-І,4мПа через горловину.
Процес проходить в два періоди.
Перший період плавки характеризується окислення заліза
а потім оксид заліза окислює силіцій та марганець
з'єднуючись між собою та з вапном (CaO) ці оксиди переходять у шлак.
Другий період – окислення вуглецю
Для видалення сірки та фосфору добавляють вапно (CaO), яке зв’язує їх і виводить у шлак
Температура на рівні 1600-1800° підтримується за рахунок протікаючих хімічних реакцій.
Завершальною операцією процесу є розкислення сталі - відновлення заліза. Його проводять феромарганцем, феросиліцієм або алюмінієм:
В залежності від глибини розкислення одержують або спокійну сталь – при повному розкисленні, або киплячу – при неповному розкисленні, або напівкиплячу – середню по відновленню заліза.
Процес продовжується біля ЗО хвилин, має дуже широке застосування, ним виплавляється більше 50% світової виплавки сталі.
Цим способом виплавляють вуглецеві сталі та малолеговані сталі високої якості.