Gilchrist-Thomas-converter

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
(Doorverwezen vanaf Gilchrist-Thomas converter)
Ga naar: navigatie, zoeken
Bessemer Converter met zijn karakteristieke kelkvorm
Converter Bessemer
Converter Bessemer

Een Gilchrist-Thomas-converter of thomasconverter is een converter die fosforhoudend ruwijzer omzet naar staal, ook wel thomasstaal genoemd. Het Thomas-Gilchristprocedé is een verbetering van het bessemerprocedé.

Pas de laatste 130 jaar is men erin geslaagd gietijzer betrekkelijk gemakkelijk te zuiveren tot een zodanig lager koolstofgehalte (minder dan 2%) dat het staal wordt. Staal is sterker dan gietijzer, waardoor alle metaalconstructies zoals ketels en machineonderdelen sterker maar ook lichter konden gemaakt worden.

Soorten staal[bewerken]

Er worden twee soorten onderscheiden:

  • Ongelegeerd gietstaal bevat hoogstens 1,7% mangaan en 0,8% silicium of minder. Andere legeringselementen zijn in gietstaal niet aanwezig.
  • Gelegeerd gietstaal bevat meer dan 1,7% mangaan en ten minste 0,8% aan andere legeringselementen zoals silicium. Het bezit een vrij grote sterkte en rek; het is goed bewerkbaar en goed gietbaar. Gietstaal bevat tussen 0,15 en 0,5% koolstof. De legeringen GTST 45 en 52 zijn zonder meer elektrisch en autogeen lasbaar. Bij de soorten GTST 60 en 70 zijn bijzondere voorzorgen nodig; wel zijn deze goed te vlamharden.

Geschiedenis[bewerken]

De eerste belangrijke verbetering werd het bessemerprocedé (ontwikkeld door Henry Bessemer (1813-1898), naar de uitvinding van een failliete staalfabrikant uit Kentucky, William Kelly) was dat het teveel aan silicium, mangaan, maar vooral koolstof werd geoxideerd door lucht door de gesmolten ruwijzer te blazen. Bovendien verbrandde de koolstof tot koolzuurgas in de luchtstroom, zodat de koolstof als brandstof voor het proces fungeerde. Als het proces eenmaal op gang was, onderhield het zichzelf, zonder verdere toevoeging van extra brandstof. Binnen vijf jaar kreeg het bessemerproces een rivaal in de vorm van de vlamoven, waarin ruwijzer, ijzererts en schroot in zodanige verhoudingen werden gesmolten dat de meeste koolstof en zuurstof als koolmonoxide ontsnapten. Met dit gas werd dan de luchtstroom voorverhit. In 1900 produceerde deze voordelige methode zelfs meer staal dan het bessemerprocedé.

Het probleem was echter de fosfor. Het bessemerprocedé slaagde er niet in de fosfor te verwijderen. Het Duitse, Franse en Luxemburgse erts was laagwaardig erts en bevatte veel fosfor. Op 4 april 1879 testte Sidney Gilchrist Thomas zijn verbeterd productieproces. De verbetering betrof drie domeinen:

Toeslagstoffen[bewerken]

Door toegenomen kennis van de chemie leerde men kalk aan het ruwijzer toevoegen om ongewenste bestanddelen, zoals een teveel aan fosfor, om te zetten in stoffen die zich met de slak vermengen. Om het staal zijn gewenste eigenschappen te geven werd magnesiakalk toegevoegd aan het gesmolten staal wanneer de conversie gedaan was. Men sprak van een base Bessemer.

Lucht inblazen[bewerken]

Het oxidatieproces verwijdert onzuiverheden zoals silicium, mangaan, en koolstof. Deze worden omgezet in oxiden. Deze oxiden ontsnappen als gas of vormen een drijvende slak. Hier blaast men nog lucht in. In verdere verbeteringen zoals de L.D. converter zal men zuurstof inblazen.

De binnenbekleding[bewerken]

De refractaire binnenbekleding van de converter speelt ook een rol in de conversie. Deze was niet bestand tegen de base toeslagstoffen. Dolomiet wordt gebruikt als bekleding wanneer de fosfor concentratie te hoog is.

Deze nieuwe converter is gekend geraakt onder de naam van Gilchrist-Thomas-converter, genoemd naar de uitvinder, Sidney Gilchrist Thomas.

Zie ook[bewerken]