Conversor (metalurgia)

Um conversor é um forno utilizado para reator químico para uma operação de refino de metais por fusão .

Aspecto do conversor

O conversor surge com a invenção do processo Bessemer . Até então, o refino de ferro fundido em aço era feito no estado sólido (fabricação de aço natural , poças ,  etc. ), mas o forno-reator inventado por Henry Bessemer é tão diferente dos processos conhecidos até agora que 'um novo termo parece designe-o. Por extensão, todos os dispositivos para refinar metais fundidos derivados deles recebem o mesmo nome. Os fornos de refino do processo Martin-Siemens são de um princípio muito diferente, mas como sua função é a mesma, eles receberam - na língua francesa - o mesmo nome.

Existem dois tipos de conversores:

• as retortas soprando ar em um banho de líquido derretido . O processo foi inventado por Henry Bessemer em 1855 . Sidney Gilchrist Thomas a modernizou em 1877 , tornando-a capaz de refinar ferro fundido a partir de minérios de fósforo. ;
• os fornos de reverberação inventados por Carl Wilhelm Siemens em 1857 . Pierre-Émile Martin os melhorou em 1865 .

• Conversor Bessemer no Kelham Island Museum em Sheffield .

• Conversor Thomas em exibição em Dortmund .

• Fornalha Martin-Siemens no Museu da Indústria de Brandemburgo .

Evoluções

Siderurgia

Essas duas tecnologias coexistiram até o advento dos conversores operando com oxigênio puro, que são um aprimoramento das retortas Bessemer-Thomas. Já o forno Martin-Siemens , cuja versatilidade lhe permite tanto refinar ferro fundido como reciclar sucata, foi substituído pelo forno elétrico a arco , destinado exclusivamente à reciclagem de sucata. Há atualmente:

• os conversores soprados para baixo, por meio de bicos metálicos resfriados através do craqueamento de hidrocarbonetos . Este processo, eficaz mas muito difícil de controlar, está em vias de desaparecer;
• conversores de sopro lateral, como os fornos Kaldo , onde a mistura do aço líquido é fornecida pela rotação da retorta , imitando a cinemática de um misturador de concreto . Esta solução desapareceu por razões econômicas, sendo proibitivo o custo de renovação de refratários, submetidos a repetidos choques térmicos;
• conversores de alta pressão, usando uma lança. Esses conversores são todos inspirados no tipo LD ( Linz -Donawitz), desenvolvido em 1952 pela Voestalpine . A agitação do metal líquido é fornecida pela própria reação química;
• o tipo AOD (Argon Oxygen Decarburization) que é uma variante do LD, destinada à produção de aços inoxidáveis . Neste conversor, o oxigênio é diluído em argônio em proporções variáveis.

• Conversor de sopro inferior tipo LWS em La Providence Réhon

• Antigo conversor de Kaldo em seus seixos em Borlänge .

• Conversor LD no Museu Técnico de Viena .

• Princípio de funcionamento do conversor LD.

• Derramando ferro-gusa líquido em um conversor de oxigênio na siderúrgica POSCO em Gwangyang .

Comparação entre diferentes operações típicas de conversores em 1971.

Materiais consumidos por tonelada de aço produzida (em kg)								Energias
Processar		Ferro gusa		Sucatear		Várias adições (escória e metal)	Foco	Combustível (MJ / t)	Oxigênio (m³ / t)
		Líquido	Sólido	Aço	Ferro fundido
Processo Martin-Siemens	Ácido		182	848	47	85	1.162	6.200
	Básico	493	93	492	32	185	1.299	4.280
Conversores de oxigênio	Kaldo	583	11	425	137	127	1.283		65
	LD	838	12	282	4	316	1.252		57
	Rotor	840	160 ( minério de ferro )			NC	NC		72,5
Forno elétrico a arco		19	32	1.002	23	105	1.181	1.283 (485  kWh )	4

Metalurgia extrativa de metais não ferrosos

O conversor Manhes David , desenvolvido na década de 1870 pelo industrial francês Pierre Manhes e seu engenheiro Paul David , para refinar mates de cobre . Inspirado no conversor Bessemer, ele consiste no uso de um conversor Bessemer para oxidar com ar os elementos químicos indesejáveis ​​(principalmente ferro e enxofre ) contidos no fosco a fim de refiná-lo em cobre. A adaptação mais notável consiste em bicos laterais e, em seguida, em um formato de cilindro horizontal. Em 1905, os americanos William H. Peirce e Elias Anton Cappelen Smith aumentaram significativamente esse desempenho, alterando seu revestimento refratário. No início do XXI th  século, os conversores de Peirce-Smith estão envolvidos em 90% da extracção de cobre , e 60% de mineração de níquel .

• Conversor vertical Manhès-David em 1895 na Grande Sudbury . Sua afiliação com o conversor Bessemer é óbvia.

• Princípio do conversor horizontal de Manhès-David, em 1912.

• Conversor Peirce-Smith em 1954 em Mount Isa .

Notas e referências

1. (em) Hilary Bauerman, FGS ( Fig.  JB Jordan), Um tratado da Metalurgia do Ferro , Londres, Crosby Lockwood e Son, al.  "Série científica e técnica de Weale / Mineração e metalurgia",1890, 6 th  ed. ( 1 st  ed. 1868) ( linha de leitura ) , p.  436
2. (em) Colin J. Smithells , Metals Reference Book , 5,1976, 1582  p. ( ISBN  0-408-70627-9 , ler online ) , p.  1432; 1434
3. (in) Donald M. Levy , Modern Copper Smelting , C. Griffin & Company, Limited,1912( leia online ) , p.  192-194
4. (em) Mark E. Schlesinger , Matthew J. King , Kathryn C. Sole e IM William Davenport , Extractive Metalurgy of Copper , Elsevier ,2011, 5 th  ed. , 455  p. ( ISBN  978-0-08-096789-9 , leitura online ) , p.  143
5. (em) Frank K. Krundwell , Michael S. Moats , Venkoba Ramachandran , Timothy G. Robinson e William G. Davenport , Extractive Metalurgy of Nickel, Cobalt and Platinum Group Metals , Elsevier ,2011, 610  p. ( ISBN  978-0-08-096809-4 , leitura online ) , p.  2; 15

Veja também

Artigos relacionados

Em geral:

• Refino de metal

Na indústria do aço:

• História da produção de aço
• Fabricação de aço
• Processo Bessemer , Processo Thomas , processo Kaldo , Processo LD
• Processo Martin-Siemens
• Siderúrgica
• Gás conversor

Na metalurgia extrativa de metais não ferrosos:

• Processo Manhès-David e conversor Peirce-Smith

links externos

• (en) Link para o site SteelUniversity.org
• (pt) História do desenvolvimento de conversores de oxigênio