Convertizorul Bessemerin Inventii & Descoperiri 2 aprilie 2013 0 118 Vizualizari

Convertizorul Bessemer este un cuptor captusit cu caramizi rezistente la temperaturi inalte, destinat purificarii fontei brute, in scopul obtinerii otelului – un metal de culoare argintie, foarte dur, flexibil, rezultat dintr-un aliaj de fier, carbon si alte elemente, precum siliciu, nichel, crom, wolfram, sulf. In metalurgia actuala, distinctia intre diferitele aliaje care au la baza fierul se face in functie de cantitatea de carbon continuta. Mai exact, fierul si otelul moale contin pana la 0,05% carbon, otelul  nealiat (numit si otel-carbon)– intre 0,05 si 2,1% carbon, la care se adauga mici cantitati de siliciu, sulf si mangan, iar fonta – intre 2,1 si 6,67% carbon, cu un adaos variabil din celelalte elemente mentionate anterior.Istoria producerii otelului este foarte veche, incepand inca din Antichitate, simultan in diverse parti ale lumii, in care se aplicau procedee oarecum diferite de prelucrare a fierului. De exemplu, in Asia Mica, unde se considera ca s-a nascut siderurgia, si apoi la greci, otelul se obtinea din cementarea fierului, adica prin aplicarea unui tratament termo-chimic, in stratul de suprafata al metalului, pentru a-l face mai rezistent. De abia in secolul al XVIII-lea s-a facut insa diferenta clara intre fier, otel si fonta, in functie de cantitatea de carbon continuta de aliaj, ignorandu-se, in continuare, rolul oxigenului si al altor elemente chimice, precum siliciul. In 1784, englezul Henry Cot a dezvoltat un procedeu numit “pudlare” (de la verbul “to puddle” – “a amesteca”, “a framanta”), care consta in inlaturarea impuritatilor din fonta, pentru a se obtine otel, prin topirea fontei intr-un cuptor in forma de albie, carbonul eliberat din fierul brut arzandu-se in contact cu aerul fierbinte. O jumatate de secol mai tarziu, Jacob Mayer, inventator si industrias german, a avut ideea de a topi fonta bruta cu fier vechi. In timpul acestui proces, oxigenul continut in

rugina oxideaza carbonul din  fonta bruta, eliberandu-se monoxid de carbon si dioxid de carbon. Rezulta astfel un otel care putea fi turnat, ca si fonta de turnare. Parcurgerea acestor etape presupunea insa un mare efort din partea muncitorilor. In aceste conditii, Henry Bessemer, un metalurgist britanic, a pus la punct un cuptor pentru topirea

metalelor, care ii poarta numele – convertizorul Bessemer. Procesul tehnologic consta in introducerea de aer cald, in convertizor, prin partea de jos a furnalului, aerul strabatea fierul fluid, determinand oxidarea carbonului, care era eliberat sub forma de gaz. In felul acesta, rezulta suficienta caldura pentru a mentine otelul obtinut in stare lichida. In convertizorul Bessemer se putea prelucra numai fonta bruta, cu un continut redus de fosfor si sulf. Tehnologia Bessemer a fost repede adoptata, in epoca respectiva, pentru ca diminua si efortul muncitorilor si pentru ca avea un cost de productie redus. Inventia metalurgistului britanic a constituit punctul de plecare pentru producerea industriala a otelului. Bessemer insusi a infiintat la Sheffield, un oras din nordul Angliei, o mare uzina, in care a pus in aplicare metoda pe care a brevetat-o, a convertizorului, cu forma specifica de balon a retortei. In 1878, Sidney Thomas a imbunatatit convertizorul lui Bessemer cu o captuseala de dolomit si gudron, elemente care conduceau si la oxidarea fosforului si a sulfului (nu numai a carbonului). Singurul dezavantaj al acestei tehnologii consta in faptul ca se obtineau si nitriti care faceau otelul casabil, adica mai putin

rezistent.Metoda convertizorului Bessemer a fost abandonata la mijlocul secolului al XX-lea, cand a fost inlocuita cu un alt convertizor, modern, pe baza de oxigen pur. Procedeul  fusese intuit si de Bessemer, dar nu a fost posibila punerea in practica, la vremea respectiva, pentru ca nu se cunostea procesul lichefierii gazelor. In convertizoarele cu oxigen pur, numite convertizoare LD, oxigenul este introdus prin partea superioara, cu o viteza de 700 metri/secunda (cat a unui avion Concorde), prin intermediul unui tub, care este racit cu apa. Traversand aliajul fierbinte, oxigenul reactioneaza imediat si in intregime cu fierul, rezultand un monoxid de fier lichid, redus si acesta de siliciu si carbon.  Metoda are ca rezultat o productivitate marita si otel de buna calitate, tratarea unei sarje de aliaj de 200 de tone, facandu-se in aproximativ trei sferturi de ora.Dupa 1980, s-a facut un nou pas in siderurgie, prin implementarea cuptoarelor cu arc electric, cu performante si mai mari, iar in prezent se cauta solutii astfel incat incarcatura aliajului din care se obtine otelul sa fie calculata informatic, asigurandu-se controlul, pe calculator, al tuturor parametrilor.La ora actuala, tara care produce cea mai mare cantitate de otel este China, cu peste 500 de milioane de tone anual, din cele peste un miliard, cat inseamna productia mondiala, urmata de Japonia si Rusia. In Europa, pe primul loc, in productia de otel, se situeaza Germania, in timp ce Romania ocupa pozitia a 14-a, dupa fluctuatii semnificative, de scadere aproape la jumatate, in 2009, si o usoara revenire in anii urmatori.