WikiSysop: Zamjena teksta - '' u ''

2024-12-26T02:32:42Z

Zamjena teksta - '' u ''

←Starija inačica		Inačica od 26. prosinac 2024. u 02:32
Redak 1:		Redak 1:
	~~<!--'''Bessemerov postupak'''-->~~[[Datoteka:Bessemer converter.jpg\|mini\|desno\|300px\|Bessemerovi kiseli konverteri za dobivanja čelika.]]		[[Datoteka:Bessemer converter.jpg\|mini\|desno\|300px\|Bessemerovi kiseli konverteri za dobivanja čelika.]]
	[[Datoteka:Bessemer Converter (PSF).jpg\|mini\|desno\|300px\|Dijelovi Bessemerovog konvertera.]]		[[Datoteka:Bessemer Converter (PSF).jpg\|mini\|desno\|300px\|Dijelovi Bessemerovog konvertera.]]
	[[Datoteka:Station Square fountain.jpg\|mini\|desno\|300px\|Bessemerovog konverter u [[Pittsburgh, Pennsylvania\|Pittsburghu (Pennsylvania)]].]]		[[Datoteka:Station Square fountain.jpg\|mini\|desno\|300px\|Bessemerovog konverter u [[Pittsburgh, Pennsylvania\|Pittsburghu (Pennsylvania)]].]]

WikiSysop: no summary specified

2021-11-01T14:30:27Z

no summary specified

←Starija inačica		Inačica od 1. studeni 2021. u 14:30
Redak 48:		Redak 48:
	Niskodušični Thomasov čelik koristi se za proizvodnju [[žica\|žice]], [[brod]]skih limova, čelika za duboko izvlačenje, visokougljičnih (visokočvrstih) čelika i raznih vrsta umirenih čelika.<ref>"Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.</ref>		Niskodušični Thomasov čelik koristi se za proizvodnju [[žica\|žice]], [[brod]]skih limova, čelika za duboko izvlačenje, visokougljičnih (visokočvrstih) čelika i raznih vrsta umirenih čelika.<ref>"Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.</ref>

	~~{{commonscat\|Bessemer converter\|Bessemerov postupak}}~~

	==Izvori==		==Izvori==

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-09-30T23:25:09Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[Datoteka:Bessemer converter.jpg|mini|desno|300px|Bessemerovi kiseli konverteri za dobivanja čelika.]]
[[Datoteka:Bessemer Converter (PSF).jpg|mini|desno|300px|Dijelovi Bessemerovog konvertera.]]
[[Datoteka:Station Square fountain.jpg|mini|desno|300px|Bessemerovog konverter u [[Pittsburgh, Pennsylvania|Pittsburghu (Pennsylvania)]].]]
[[Datoteka:Bessemer 5180.JPG|mini|desno|300px|Bessemerovog konverter u [[Sheffield]]u ([[Ujedinjeno Kraljevstvo]]).]]

[[Datoteka:Bessemer converter (iron into steel), Allegheny Ludlum Steee Corp., Brackenridge, Pa.jpg|mini|desno|300px|Bessemerov konverter u radu.]]

'''Bessemerov postupak''' je postupak dobivanja [[čelik]]a na način da se stari čelik s otpada, rastaljeno [[sirovo željezo]] i [[vapnenac]] stavljaju u Bessemerove [[Kiseline|kisele]] konvertere, nakon čega se po metalu pušta [[kisik]] u mlazovima kako bi [[Oksidacija|oksidirao]] nečistoće. To je bio ujedno prvi postupak u [[Povijest metalurgije željeza|povijesti]] masovnog dobivanja čelika. Oksidacijski plin ili “vjetar” ([[zrak]], kisik ili smjesa kisika i zraka) se upuhava u rastaljeno željezo pod [[tlak]]om kroz perforirani (šupljikavi) pod konvertera. Konverteri u koje se oksidacijski plin upuhava bočno zadržali su se samo u ljevaonicama čelika i to kao kiseli konverteri s bočnim upuhavanjem iznad površine kupke. Thomasov postupak se razlikuje od Bessemerovog postupka po tome što koristi [[Baza (kemija)|bazičnu]] (lužnatu) vatrostalnu oblogu i što se upotrebljava vapnenac ili [[vapno]] kao materijal za stvaranje [[troska|troske]].<ref>[http://www.simet.unizg.hr/nastava/predavanja/Fizikalna%20metalurgija%20I.pdf/view] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140704150245/http://www.simet.unizg.hr/nastava/predavanja/Fizikalna%20metalurgija%20I.pdf/view |date=4. srpnja 2014. }} "Fizikalna metalurgija I", dr.sc. Tanja Matković, dr.sc. Prosper Matković, www.simet.unizg.hr, 2011.</ref>

Bessemerov postupak se može danas pronaći još jedino u [[Švedska|Švedskoj]] i [[Engleska|Engleskoj]], dok su druge države odustale od njega. Ovaj postupak je zamijenila [[Siemens-Martinova peć]] iz [[Ekonomija|ekonomskih]] razloga. U [[SAD]] se Bessemerov postupak nekad masovno upotrebljavao za proizvodnju željezničkih [[Tračnice|tračnica]], a danas se može još pronaći, uglavnom u kombinaciji s Siemens-Martinovom peći ('''duplex postupak'''), za proizvodnju bešavnih [[cijev]]i, plosnatog valjanog čelika, [[Žica|žice]] i [[čelični lijev|čeličnog lijeva]].

==Thomasov postupak==
'''Thomasov postupak''' se razlikuje od Bessemerovog postupka po tome što koristi bazičnu ([[Baza (kemija)|lužnatu]]) vatrostalnu oblogu i što se upotrebljava [[vapnenac]] ili [[vapno]] kao materijal za stvaranje [[troska|troske]]. Posljedice ovih razlika vrlo su značajne, jer Thomasov postupak omogućava izvjesno [[fosfor|otfosforavanje]] i [[sumpor|odsumporavanje]] čelika u konverteru, čime je značajno proširena [[Sirovine|sirovinska]] osnova za masovnu proizvodnju [[čelik]]a. S obzirom na otfosforavanje i odsumporavanje, Thomasov postupak sličan je Siemens-Martinovom postupku i '''Thomasov čelik''' je po sastavu i osobinama bliži '''Siemens-Martinovom čeliku''', nego '''Bessemerovom čeliku'''. Ali ipak on ima u odnosu na Siemens-Martinov postupak određene nedostatke. Zrak koji struji kroz tekući čelik u Thomasovom konverteru utiskuje općenito veći sadržaj kisika, a u svakom slučaju veći sadržaj [[dušik]]a, nego što ih može imati Siemens-Martinov čelik. Zbog veće [[čvrstoća|čvrstoće]], a manje [[duktilnost]]i i manje žilavosti, Thomasov čelik ima uže područje primjene od Siemens-Martinovog čelika.<ref>"Tehnička enciklopedija", glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.</ref>

Thomasov konverter (sličan je Bessemerovom konverteru) je [[valjak|valjkasta]] posuda čiji je plašt od [[Zakovica|zakovane]] ili [[Zavarivanje|zavarene]] čelične [[Konstrukcijsko strojarstvo|konstrukcije]], oslonjen preko obruča na dva vodoravna rukavca [[Vratilo|vratila]]. Jedan rukavac je šupalj i služi kao dovod zraka do lučne cijevi, kojom se zrak uvodi u prostor za puhanje ispod poda konvertera. Drugi rukavac je u zahvatu i tvori [[mehanizam sa zupčastom letvom]], ali je i u zahvatu s [[hidraulika|hidrauličkim]] mehanizmom za naginjanje konvertera. Dno konvertera je šuplje jer se zrak pod [[tlak]]om uvodi u tekući metal.

Kapacitet konvertera kreće se od 25 do 60 [[tona]]. Njegova obloga je naboj smjese katrana i prženog [[dolomit]]a. Za razliku od Bessemerovog konvertera, koji ima u podu posebne puhalice zraka, pod Thomasovog konvertera perforiran (šupljikav) je s oko 200 rupa [[promjer]]a oko 12 [[metar|mm]], u koje su za vrijeme stvaranja poda utisnuti [[Drvo (materijal)|drveni]] čepovi. Tokom šestodnevne [[toplinska obrada|toplinske obrade]] u posebnim [[peć]]ima, drveni čepovi pougljene i na kraju se izbuše. Vrijeme trajanja jednog poda iznosi oko 40 topljenja, donjeg dijela obloge konvertera 200, gornjeg oko 400 topljenja.

Prije ulijevanja tekućeg [[sirovo željezo|sirovog željeza]] u konverter, u vodoravnom položaju konvertera, žlijebom se zaspe paljeno vapno (150 [[kilogram|kg]] na tonu tekućeg željeza), konverter se zatim nešto dublje nagne i u njega se nalije tekuće [[sirovo željezo]]. Zatim se uključi zrak pod tlakom, nešto preko 2 [[Standardna atmosfera|atm]], te se konverter ispravi. Trenutak u kojem se dodaje stari čelik za reguliranje temperature, ovisi o vrsti starog čelika i drugih dodataka, kao što ukupno trajanje propuhavanja zrakom ovisi o broju i količini dodataka. Završno propuhavanje zrakom se procjenjuje na osnovu uzimanja uzorka iz konvertera. Slično je i kod Bessemerovog postupka, ali se zbog manje količine [[silicij]]a javlja nešto ranije. Dopunsko propuhavanje je nešto duže nego kod Bessemerovog postupka, radi otfosforavanja, i traje 3 do 5 minuta, u okviru 10 do 16 minuta ukupnog trajanja postupka. Po završetku propuhavanja, iz konvertera se prvo pažljivo izlije najveći dio troske, zatim se dodaje feromangan u predgrijanim komadima, a ostala troska se veže vapnom pri ušću konvertera i, konačno, čelik se izlije u spremnik ispod konvertera.

===Kemijske reakcije u Thomasovom konverteru===
Kod Thomasovog postupka proizvodnje čelika (oko 0,11% [[ugljik|C]], trag [[silicij|Si]], 0,44% [[mangan|Mn]], 0,03% [[fosfor|P]], 0,054% [[sumpor|S]]) moraju se sadržaji skoro svih [[Kemijski element|kemijskih elemenata]] iz [[sirovo željezo|sirovog željeza]] (3,7% C, 1,25% Si, 0,4% Mn, 0,2% P, 0,6% S) smanjiti na male vrijednosti. Zbog upuhavanja zraka u talinu, ugljik prelazi u [[ugljikov monoksid]] i kao plin izlazi iz taline. Istovremeno s ugljikovim monoksidom, iz taline izlaze kao plin [[vodik]] i [[dušik]], koji su vrlo nepovoljni za čelik. Izgaranje [[mangan]]a u talini nije poželjno, pa se na kraju postupka dodaje feromangan da bi se nadoknadila količina mangana.

Za vrijeme upuhavanja zraka u talinu i oksidacije, najvažniju ulogu igra [[Željezovi oksidi|željezov oksid]] FeO, koji posreduje u prijenosu kisika iz plinovite atmosfere u talinu metala. Kada se dostigne željeni stupanj [[oksidacija|oksidacije]] ugljika i silicija, talina je u izvjesnoj mjeri preoksidirana, tako da je vrlo važno višak FeO ukloniti iz čelika, postupkom '''dezoksidacije'''. Čelik s viškom FeO bi se već pri lijevanju u kokile propinjao, a pod valjcima ili pod [[čekić]]em bi se raspadao.

Čelik se dezoksidira ('''umiruje''') u dva stupnja. U prvom stupnju FeO se reducira s feromanganom:
:FeO + Mn => MnO + Fe
Proizvod redukcije MnO je gotovo nerastvorljiv u čeliku, on isplivava iz taline, a ako i ostane u čeliku, manje je štetan od FeO, koji je rastvorljiv u čeliku. Iz gornjeg prvog stupnja ipak ostane nešto FeO. Od uklanjanja zaostalog FeO ovisi na kraju da li će čelik biti umiren ili neumiren. Zbog toga se koriste jaki dezoksidanti kao što su [[aluminij|Al]] i [[silicij|Si]] (npr. ferosilicij):
:3 FeO + 2 Al => Al2O3 + 3 Fe;
:2 FeO + Si => SiO2 + 2 Fe
Novostvoreni [[oksidi]] (Al2O3 i SiO2) će uglavnom isplivati kao troska.

Dok kod Bessemerovog postupka gotovo ne dolazi do [[Kemijska reakcija|kemijske reakcije]] izmedu [[troska|troske]] i [[metal]]a, kod Thomasovog postupka ova je reakcija burna zbog otfosforavanja i djelomičnog odsumporavanja metala. Kemijske reakcije otfosforavanje i odsumporavanje čelika u Thomasovom konverteru ostvaruju se uz pomoć [[vapno|vapna]]. [[Fosfor]] se najprije oksidira u anhidrid fosforne kiselina:
:2 P + 5/2 O2 => P2O5
koji prelazi u trosku i u njoj reagira s vapnom, stvarajući kalcijev [[Fosfati|fosfat]]:
:P2O5 + 4 CaO => 4 CaO • P2O5
Odsumporavanje se ostvaruje reakcijom prijalaza FeS iz metala u trosku:
:[FeS] => (FeS)
U kojoj reagira s vapnom stvarajući kalcijev sulfid:
:FeS + CaO => CaS + FeO
Dok je za otfosforavanje povoljna visoka koncentracija FeO u troski i kisika u metalu, za odsumporavanje je naprotiv poželjna niska koncentracija FeO i kisika u metalu. Time se i objašnjava što je u pravilu odsumporavanje metala u Thomasovom konverteru samo djelomično, a jače je jedino u prisustvu troske s visokim sadržajem vapna. Osim toga glavnina fosfora je uklonjena tek kad je uklonjen i [[ugljik]]. Na visokim temperaturama potkraj propuhavanja postoji mogućnost nepoželjnog povratka mangana iz troske u metal, ali s njim skupa i fosfora. Zbog toga je zbog opasnosti povratka fosfora iz troske, a i ograničenog sadržaja dušika u čeliku, vrlo važna kontrola temperature u Thomasovom postupku (a i u Bessemerovom postupku).

===Izvor energije u Thomasovom postupku===
Dok se u Bessemerovom postupku izgaranje [[silicij]]a javlja kao izvor potrebne [[toplina|toplinske energije]], u Thomasovom postupku, gdje je zbog dodavanja vapna, pored tekućeg metala, potrebna još i dodatna toplinska energija, izgaranje silicija ne može biti dovoljan izvor energije. Ipak, ulogu glavnog davaoca topline u Thomasovom postupku ima [[fosfor]]. Zato sadržaj silicija u željezu mora biti nizak, od 0,2% do 0,4%.

Zbog povoljnog odnosa fosforne kiseline i vapna, troska Thomasovog postupka je izvrsno [[gnojivo]] i zbog toga vrlo koristan ostatak ovog postupka. Usavršavanje Thomasovog postupka je bio usmjeren na smanjenje količine [[dušik]]a u čeliku, bar približno [[Siemens-Martinova peć|Siemens-Martinovom postupku]] (od 0,003 do 0,005%).

Niskodušični Thomasov čelik koristi se za proizvodnju [[žica|žice]], [[brod]]skih limova, čelika za duboko izvlačenje, visokougljičnih (visokočvrstih) čelika i raznih vrsta umirenih čelika.<ref>"Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.</ref>

{{commonscat|Bessemer converter|Bessemerov postupak}}

==Izvori==
{{izvori}}

[[Kategorija:Metalurgija]]

Bessemerov postupak - Povijest promjena

WikiSysop: Zamjena teksta - '' u ''

WikiSysop: no summary specified

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica