Со второй половины XIX века стал применяться кислый (так называемый бессемеровский) конверторный способ получения стали из расплавленного чугуна, а затем и основной (так называемый томасовский) конверторный способ.
При бессемеровском способе применяют специальную печь — конвертор грушевидной формы, поворачивающийся на горизонтальной оси (рис. 1). В днище конвертора имеются отверстия для вдувания воздуха. Емкость конвертора 15—30 г.
Расплавленный чугун наливают в наклоненный конвертор, заполняя лишь часть его объема. Затем конвертор ставят вертикально и через отверстия в днище сквозь расплавленный чугун под давлением 1,5—2 ати продувают воздух. В первые секунды кислород воздуха начинает окислять железо, образуя закись железа FeO, которая растворяется в жидком металле и сейчас же начинает реагировать с Si, Mn, С по схемам.
Образующиеся при этом SiO2 и МпО переходят в шлак, а СО, сгорая, образует СО2. Таким путем чугун, имеющий температуру плавления около 1200°, превращается в сталь, содержащую значительно меньше С, Si и Мп, чем исходный чугун. Температура плавления получаемой стали примерно 1500, поэтому для того, чтобы сталь расплавить, необходимо повысить температуру расплавленного металла, находящегося в печи. Реакции Si и Мп с FeO идут с выделением тепла (особенно первая), что и повышает температуру металла до 1600°.
В связи с этим для бессемеровского процесса берут чугун со значительным содержанием Si. В результате получаются кислые шлак и, содержащие много SiO2. Чтобы эти шлаки не разрушаши футеровки, ее приходится делать из кислых огнеупоров (динас). Поэтому данный способ и назван кислым.
При кислых шлаках из металла нельзя удалить примеси S и Р, для перевода которых в шлак требуется избыток СаО в шлаке. Поэтому для бессемеровского процесса применяют чугуны, в которых содержится лишь очень немного серы и, особенно, фосфора, но сравнительно много Si и Мп.
Рис. 1. Схема конвертора: 1 —огнеупорная футеровка печи; 2 — воздухоровод; 3 — отверстия в днище для подачи воздуха; 4 — рейка поворотного механизма печи; 5 — ковш для стали.
При кислом (бессемеровском) способе в результате продувки чугуна воздухом Si, Mn и С окисляются в несколько минут почти полностью, после чего производится раскисление стали путем введения ферромарганца, ферросилиция и т. п., которые вступают в реакцию с закисью железа и тем самым очищают металл.
Попутно повышается содержание в стали С, Si и до величин, требуемых заданной маркой стали. При получении стали с содержанием С=0,5—0,7% продувку не доводят конца, чтобы в металле осталось заданное количество углерод.
Получаемая бессемеровская сталь вследствие продувки воздухом имеет повышенное содержание азота и кислорода, а если исходный чугун содержит много фосфора и серы, то и высокое содержание Р и S. Слиток такой стали бывает обычно пузыристым и иногда загрязнен включениями шлаков. Поэтому бессемеровскую конверторную сталь применяют с ограничениями; например, в строительстве ее нельзя использовать для тех конструкций, которые подвергаются непосредственному действию динамических (ударных) нагрузок.
