Конвертирование (в металлургии)

Конверти́рование, пирометаллургический процесс переработки расплавленного чугуна в сталь, а также расплавленных медных и никелевых штейнов в черновую медь и файнштейн путём продувки окислительным газом (воздух, кислород) в конвертере. Конвертирование основано на использовании теплоты экзотермических реакций.

Возникновение и развитие конвертирования связано с разработкой бессемеровского процесса (1856), томасовского процесса (1878), метода выделения железа (Fe) из расплавленного медного штейна (1866), в которых применялось воздушное дутьё, и внедрением этих процессов в промышленное производство. Замена воздушного дутья на кислородное при конвертировании снижает потери теплоты с уходящими газами и улучшает качество получаемого металла. Разработанный в середине 20 в. кислородно-конвертерный процесс стал основным способом получения стали.

Конвертирование штейнов (сплавы сульфидов железа и цветного металла) разделяют на два периода:

• в первом происходит выделение железа (Fe) в шлак и перевод серы (S) в оксид серы (SO₂ );
• во втором – окисление сульфида до чернового металла или файнштейна.

При конвертировании медных штейнов сульфид железа окисляется и вместе с добавляемым в качестве флюса кремнезёмом переходит в шлак, а сера частично уходит в газовую фазу: ${\displaystyle 2FeS+3O_{2}+SiO_{2}=2FeO\cdot SiO_{2}+2SO_{2}+Q}$. Содержание в шлаке диоксида кремния (SiO₂ ) 20–30 % по массе, остальное – железо (Fe). Шлак удаляется из конвертера. Оставшийся сульфид меди (белый матт) окисляется кислородом воздуха с получением черновой меди: ${\displaystyle Cu_{2}S+O_{2}=2Cu+SO_{2}}$.

При конвертировании никелевых штейнов после удаления железа (Fe) со шлаком оставшийся сульфид никеля путём продувки техническим кислородом переводят в файнштейн (Ni 76–78 %, S 17–20 %), который направляют на получение чернового никеля.

Применяется также непрерывное конвертирование сверхмелких фракций (от 0,053 до 1,4 мм) твёрдого штейна во взвешенном состоянии в струе окислительного газа. Степень извлечения черновой меди 85–98 %.