Che cos'è una fornace di ossigeno di base?

Un forno a ossigeno basico (BOF) è il macchinario utilizzato per la purificazione della ghisa ossidando le impurità in scorie e convertendo il resto in acciaio fuso con un'iniezione di ossigeno. È il metodo principale utilizzato per la produzione di acciaio in tutto il mondo. L'acciaio prodotto è testato chimicamente e può essere ulteriormente modificato mediante l'aggiunta di leghe. Il processo è chiamato fornace di ossigeno di base a causa dell'alcalinità del refrattario e dell'aggiunta di materiali alcalini durante la produzione.

Un calore, o partita, inizia con la struttura del forno stesso, cioè una nave allungata. Il contenitore è rivestito con materiali refrattari alcalini come magnesite e calce bruciata. Il refrattario è necessario affinché la nave sia in grado di resistere alle temperature estreme e all'alto livello di ossidazione che avviene nella fornace di ossigeno di base.

Il forno viene inclinato di un angolo e caricato, o riempito, con circa un terzo di rottami di acciaio e due terzi di ghisa fusa che è stata liquefatta in un altoforno. Vengono aggiunti flussi di lime o dolomite. Un programma per computer utilizza l'analisi chimica della ghisa per determinare le proporzioni ottimali di ferro, scarti di acciaio e flussi e per programmare il tempo di soffiaggio dell'ossigeno.

La miscela viene esposta a un flusso di ossigeno puro soffiato attraverso un tubo raffreddato ad acqua per circa 20 minuti. L'altezza della punta del flusso di ossigeno nella nave può essere regolata durante il soffiaggio. Il processo è controllato e monitorato da un computer.

Il carbonio e il silicio nella miscela si ossidano e creano un enorme volume di calore che scioglie gli scarti. Questa reazione chimica aumenta rapidamente la temperatura nella fornace di ossigeno di base a circa 3.000 ° Fahrenheit (1.649 ° Celsius). Il silicio ossidato diventa silice e si combina con i flussi per formare scorie. Il contenuto di zolfo e fosforo del ferro viene assorbito dalle scorie. Il monossido di carbonio e l'anidride carbonica creati dal processo sono esauriti attraverso le apparecchiature di controllo dell'inquinamento.

Dopo il soffiaggio di ossigeno, il forno contiene strati di acciaio fuso e scorie. La nave è inclinata per consentire il campionamento e il test del materiale purificato. Un contenitore preriscaldato chiamato mestolo viene spostato in posizione sotto la fornace di ossigeno di base. L'acciaio fuso viene sfruttato o versato nel mestolo. I rivelatori funzionano per impedire a qualsiasi scoria di mescolarsi con l'acciaio. L'acciaio può essere modificato con leghe di ferro, silicio o manganese per usi specifici o può essere inviato per la fusione senza ulteriori modifiche.

Dopo che tutto l'acciaio viene sfruttato, le scorie vengono versate in un contenitore separato. La scoria viene raffreddata e lasciata stabilizzare per un periodo di mesi. Trascorso questo tempo, le scorie possono essere frantumate per un ulteriore utilizzo, spesso come aggregato per progetti di costruzione.