Основная кислородная печь (BOF) — это оборудование, используемое для очистки чугуна путем окисления примесей до шлак и превращение остального в расплавленную сталь с впрыском кислорода. Это основной метод, используемый для производства стали во всем мире. Произведенная сталь подвергается химическим испытаниям и может быть дополнительно модифицирована путем добавления сплавов. Процесс называется основной кислородной печью из-за щелочности огнеупора и добавления щелочных материалов во время производства.
Плавка, или шихта, начинается с самой конструкции печи, т. е. удлиненного сосуда. Контейнер футеруется щелочными огнеупорными материалами, такими как магнезит и негашеная известь. Огнеупор необходим для того, чтобы сосуд выдерживал экстремальные температуры и высокий уровень окисления, происходящего в основном кислороде. печь.
Печь наклоняют под углом и загружают или заполняют примерно на одну треть стальным ломом и на две трети расплавленным чугуном, сжиженным в доменная печь. Добавляют флюсы из извести или доломита. Компьютерная программа использует химический анализ чугуна для определения оптимальных пропорций железа, стального лома и флюсов, а также для программирования времени продувки кислородом.
Смесь подвергается воздействию потока чистого кислорода, вдуваемого через трубку с водяным охлаждением, в течение примерно 20 минут. Высота кончика потока кислорода в сосуде может регулироваться во время продувки. Процесс контролируется и контролируется компьютером.
углерод и кремний в смеси окисляется и создает огромный объем тепла, который расплавляет лом. Эта химическая реакция быстро поднимает температуру в основной кислородной печи примерно до 3000° по Фаренгейту (1649° по Цельсию). Окисленный кремний становится кремнеземом и соединяется с флюсами, образуя шлак. Сера и фосфор, содержащиеся в железе, поглощаются шлаком. Окись углерода и двуокись углерода, образующиеся в процессе, удаляются через оборудование для контроля загрязнения.
После продувки кислородом печь содержит слои расплавленной стали и шлака. Сосуд наклоняют, чтобы можно было взять пробу и протестировать очищенный материал. Предварительно нагретый контейнер, называемый ковшом, перемещается на место под основной кислородной печью. Расплавленная сталь выливается или выливается в ковш. Детекторы предотвращают смешивание шлака со сталью. Сталь может быть модифицирована железом, кремнием или сплавами марганца для конкретных целей или отправлена на отливку без дальнейшей модификации. .
После выпуска всей стали шлак сливают в отдельную емкость. Шлак охлаждают и оставляют для стабилизации на несколько месяцев. По истечении этого времени шлак можно измельчить для дальнейшего использования, часто в качестве заполнителя для строительных проектов.
