12 января 2023

ЦНИИчермет им. И.П. Бардина – создатель кислородно-конвертерного процесса

ЦНИИчермет им. И.П. Бардина – создатель кислородно-конвертерного процесса

ЦНИИчермет им. И.П. Бардина за десятилетия своей работы разработал ряд ключевых технологий, которые сегодня активно используют металлурги во всем мире. Одна из таких фундаментальных технологий – современный кислородно-конвертерный процесс. Расскажем о нем подробнее в преддверии 71 года с даты создания экспериментальной базы Института на Новотульском металлургическом заводе, где отрабатывались технологические режимы промышленного конвертерного процесса.

Первая продувка в 1,5-т агрегате

В 1933 году инженер-металлург Н.И. Мозговой предложил применение чистого кислорода в сталеплавильном производстве и через три года впервые в мировой практике осуществил продувку жидкого азота кислородом сверху в 1,5-тонном агрегате. Так Николай Илларионович доказал безопасность продувки и опроверг предположения о возможности взрывов.

В 1940-46 годах эти опыты продолжились на Косогорском металлургическом заводе, на заводе «Динамо» и в институте металлорежущих станков под общим руководством академика И.П. Бардина. Именно эти эксперименты и положили начало созданию принципиально нового способа производства стали – кислородно-конвертерному процессу.

Для проведения фундаментальных исследований физико-химических основ нового процесса и разработки промышленной технологии постановлением Правительства была организована конвертерная лаборатория под руководством Н.И. Мозгового. После создания ЦНИИчермет она вошла в его состав и выполнила большой объем принципиально новых теоретических и экспериментальных исследований в лабораторных и полупромышленных агрегатах.

Коллеги опробовали:

- технологические варианты верхнего, бокового и донного газокислородного дутья,

- использование при продувке газовых смесей: парокислородного и кислородно-углекислого дутья,

- вдувание в конвертер порошкообразной извести в струе кислорода,

- комбинированную продувку кислородом сверху и воздухом снизу и др.

Из всех апробированных вариантов для первого промышленного внедрения выбрали технологический процесс с верхней кислородной продувкой. Он был самым технологичным, надежным и простым в управлении. Именно этот вариант затем и получил широкое промышленное развитие. Уже в 1952 году на Новотульском металлургическом заводе была создана экспериментальная база Института с 10-тонным конвертером, на котором отрабатывали технологические режимы промышленного кислородно-конвертерного процесса.

Освоение промышленной технологии

Через два года по приглашению И.П. Бардина лабораторию возглавил начальник бессемеровского цеха Днепропетровского завода С.Г. Афанасьева – и уже в 1956-м впервые в стране была освоена промышленная технология конвертерного производства в реконструированном бессемеровском цехе ДМЗ. Так завершился первый этап многолетнего поиска и упорного труда ученых и производственников.

Затем в 1957 году на Криворожском металлургическом заводе был введен в работу цех с 50-тонными конвертерами, в 1963-м – на НТМК цех со 100-тонными. Через два года цех на НТМК был переведен на передел ванадиевого чугуна по уникальной в мировой практике технологии дуплекс-процесса. Этот цех послужил головным образцом в поколении цехов со 100 – 130-тонными конвертерами и первой школой подготовки специалистов для последующих цехов. 

Запуск 400-т конвертеров и освоение новых технологий

Следующим этапом развития конвертерного производства стало сооружение 300 – 400-тонных конвертеров на шести комбинатах: КарМК, ЗСМК, НЛМК, Азовстали, ЧерМК и ММК. Так, в 1980 году на ЧерМК впервые в мире был введен в действие конвертерный цех с 400-тонными конвертерами на низкоуглеродистом чугуне. Ресурсосберегающая технология предела низкомарганцовистого чугуна была разработана в этом цехе с участием ЦНИИчермет и УралНИИЧМ.

В 1990-м году на базе разработанных технологических основ также на низкомарганцовистом чугуне был введен конвертерный цех на ММК. Комплексная работа по созданию и освоению этой технологии на ЧерМК, ММК и ЗСМК была отмечена Государственной премией РФ.