1. Arbeidsprinsipp for omformerstålproduksjon
Konverterstålfremstilling er en stålfremstillingsmetode der luft eller oksygen blåses inn i smeltet jern for raskt å oksidere karbon, mangan, silisium, fosfor, svovel og andre elementer i det smeltede jernet, og varmen som frigjøres under oksidasjon brukes til å varme opp uten ekstra oppvarming. Omformer kan deles inn i tre typer i henhold til blåseposisjonen: bunnblåst konverter, sideblåst omformer og toppblåst omformer. I henhold til surheten og alkaliniteten til ildfaste materialer for ovnsfôr, kan de også deles inn i sur omformer og alkalisk omformer. I det tidlige stadiet av omformerstålproduksjon brukes luft til å blåse, da nitrogenet i luften verken er en forbrenningsstøttende gass eller deltar i kjemiske reaksjoner. Nesten alt slipper ut av ovnens tappehull og tar også bort en stor mengde varmeenergi. Det gjenværende nitrogenet i stålet kan også skade kvaliteten. Siden vedtakelsen av oksygenblåsingsmetoden har manglene med begrensede stålkvaliteter og lav kvalitet i omformersmelting blitt overvunnet. Den nåværende smeltekvaliteten og variasjonen av oksygen toppblåste omformere har innhentet åpen ildsted, og noen egenskaper overgår til og med åpen ildsted. De opprinnelige fordelene med omformerstål, som lav investering, rask konstruksjon, høy tilpasningsevne til råmaterialer og høy produktivitet, har blitt utnyttet fullt ut. Derfor er omformerstålfremstilling en veldig lovende stålfremstillingsmetode. Fra situasjonen i forskjellige land rundt om i verden, har omformerstålfremstilling et stort potensial til å erstatte stålproduksjon med åpen ild. I følge statistikk, i 1960, utgjorde stålet produsert ved oksygen-toppblåst omformerstål kun 4 % av verdens stålproduksjon, men i 1969 hadde det steget til 37 %, og i 1972 hadde det steget til 53 %, langt over produksjon av åpent ildsted stål. For tiden bruker Kina hovedsakelig oksygen toppblåste (alkaliske) omformere og oksygen sideblåste (alkaliske) omformere.
2. Produksjonsprosessen av oksygen toppblåst omformer
Utsiden av den oksygen toppblåste omformeren er laget av stålplate og foret med alkaliske ildfaste murstein. Hovedråmaterialet for stålfremstilling er smeltet jern, som også bruker en del av skrapstål (eller jernmalm) som kjølevæske, samt slaggfremstillingsmaterialer som kalk og fluoritt (CaF2) tilsatt for å fjerne svovel og fosfor. Deoksideringsmidler som manganjern, silisiumjern eller aluminium brukes også til deoksidering. Stålfremstillingsprosessen kan grovt deles inn i tre stadier: lasting, blåsing og deoksidering. Først lastes litt skrapstål og jernmalm, etterfulgt av smeltet jern med en temperatur på ca. 1200-1300 grader. Deretter settes en oksygenlanse inn i ovnstuten for å blåse oksygen, raskt oksiderende karbon, silisium, mangan og andre elementer i det smeltede jernet, mens det frigjøres en stor mengde varme for å smelte skrapstålet og jernmalmen. Under oksygenblåseprosessen tilsettes også slaggfremstillingsmaterialer for å fjerne fosfor og svovel. Etter å ha blåst oksygen i en viss periode, reduseres karbon, silisium, mangan og andre elementer til et visst område, stopp å blåse oksygen og trekk ut oksygenlansen. Hvis temperaturen på det smeltede stålet er for høy på dette tidspunktet, tilsett skrapstål for avkjøling. Når sammensetningen og temperaturen til det smeltede stålet oppfyller kravene, kan stål produseres. Deoksideringsmiddel tilsettes vanligvis til den smeltede ståløsen under stålfremstilling. Blåsetiden til en 300 tonns omformer er mindre enn 20 minutter, inkludert hjelpetid som ikke overstiger 1 time. Oksygen toppblåst konverter stålproduksjon har høy ytelse og god kvalitet, og er en meget lovende stålfremstillingsmetode. Produksjonskapasiteten til en omformer uttrykkes i form av vekten av smeltet jern som kan injiseres under hver blåseprosess. For eksempel, hvis 10 tonn smeltet jern kan injiseres under hver blåseprosess, kalles det en 10 tonns omformer.