转炉

转炉是将生铁变成钢的化学反应器。

高炉产品中的生铁称为生铁含碳量高达4%。它的硬度和脆性太高,不适合使用。必须先将铁中的碳烧掉才能生产钢。这个过程称为转换,反应器称为转炉

第一个转换器是由亨利-贝塞默爵士在1856年发明的。他建造了一个梨形的大容器,底部有空气喷嘴(tuyeres)。将高炉中的热熔铁倒入转炉中,然后用高压将空气从底部抽入。其结果是发出巨大的声响和离转炉口高达20米的火焰。十分钟后,所有的生铁都变成了钢。贝塞默转炉是第一个成功地将生铁转化为钢的反应器,钢铁时代开始了。现在钢的数量很多,价格也很便宜。

但是,如果只吹入氧气,钢的性能会变得更好。空气中含有氮气,对某些钢种有害。一种称为基础氧炉的现代转炉使用纯氧代替空气。它是1949年在奥地利发明的。

现代基础氧转炉是一个大型的南瓜形容器,它是由钢制成的,内衬氧化钙、氧化镁线等耐火材料,所以容器可以承受熔融金属的高温。

熔融的生铁和废钢被装入转炉。废钢通常是生锈的,而且含有氧气,所以部分铁锈与生铁发生反应,把碳烧掉,产生热量,使废钢熔化。一旦所有的废钢都熔化了,一个叫做"氧枪"的特殊管道就会被放进生铁中,然后一股非常快速而尖锐的氧气就会喷射进来。氧气将所有的碳烧掉,并将液态钢彻底混合。一旦所有的碳都被烧掉,就会插入一些额外的碳,以将内容物提高到所需的水平。其结果是液态钢,然后将其敲打掉,并送往轧机生产钢铁产品。

老式的贝塞默转换器。Zoom
老式的贝塞默转换器。

问题和答案

问:什么是转换器?
答:转炉是一种化学反应器,将生铁变成钢。

问:原铁叫什么?
答:生铁被称为生铁,是高炉的产物,含碳量高达4%。

问:谁发明了第一个成功的转炉?
答:第一个成功的转炉是由亨利-贝塞默爵士于1856年发明的。

问:现代基础氧气炉是如何工作的?
答:现代基础氧气炉使用纯氧而不是空气,由一个大的南瓜状容器组成,该容器由钢制成,内衬为氧化钙和氧化镁线等耐火材料,因此该容器可以承受高温。熔化的生铁和废钢被装入转炉,然后一个被称为 "氧枪 "的特殊管道被放进生铁中,非常快速和急剧的氧气被吹入,以烧掉所有的碳。一旦所有的碳被烧掉,可以插入一些额外的碳,以提高含量到所需的水平,从而产生液体钢,可以被挖掘出来用于轧机生产。

问:当含有氮气的空气进入这个过程时会发生什么?
答:含有氮气的空气对某些钢种是有害的,所以它不应该进入这个过程。

问:贝西默的发明对钢铁生产有什么作用?答:贝西默的发明使钢的生产变得充裕而廉价,从而开启了这种材料供应增加的时代。

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