ტომასის პროცესი

ტომასის პროცესი (თომასის პროცესი) წარმოადგენს ფოსფორიანი თუჯების ფოლადად გადაკეთების პროცესს მასში დამჟანგავი აირის გაქრევის მეშვეობით. გადაკეთება ძირითადად მიმდინარეობს თუჯის ისეთი ძირითადი მინარევების ამოწვით - დაჟანგვით, როგორიცაა სილიციუმი, მანგანუმი, ფოსფორი და ნაწილობრივ გოგირდი. დაჟანგვის პროცესი გარდა შებერილი ჰაერის ჟანგბადისა, მიმდინარეობს აგრეთვე რკინის მადნის ჟანგბადით და ხენჯით, რომელიც კონვერტერში გაქრევის დროს შეიტანება. დაჟანგული მინარევები გადადის წიდაში (გარდა აქროლადებისა). წიდაში გადადის აგრეთვე გოგირდი MnS და CaS-ის სახით.

მიქსერების განყოფილებიდან სპეციალური ციცხვებით თხევადი გაერთგვაროვნებული თუჯი თომასის კონვერტერს მიეწოდება. მის ჩასხმამდე კონვერტერში გაანგარიშებით განკუთვნილი კირის მთელი ულუფა იტვირთება.

ბესემერის პროცესის მსგავსად, თომასის პროცესში მინარევების დაჟანგვა უმთავრესად ცირკულაციის ზონაში მიმდინარეობს. ამასთან, თომასის პროცესში იჟანგება არა მხოლოდ ნახშირბადი, მანგანუმი და სილიციუმი, არამედ ფოსფორიც. ფოსფორის დაჟანგვის შედეგად წარმოქმნილი ფოსფორის ანჰიდრიდი წიდაში გადადის იონების ფორმით.

როგორც ბესემერის პროცესის შემთხვევაში, თომასის პროცესშიც არჩევენ სამ პერიოდს, მხოლოდ იმ განსხვავებით, რომ პირველი ორი პერიოდი შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე მიმდინარეობს. ეს შეიძლება აიხსნას, უპირველეს ყოვლისა, თომასის თუჯების შედარებით დაბალი დნობის ტემპერატურით (1050 - 1100°C); მეორეც, დაბალი ტემპერატურა პროცესის დასაწყისში განპირობებულია, აგრეთვე, ცივი კირის არსებობითა და თუჯში სილიციუმის მცირე შემცველობით.

თომასის პირველ პროცესში მიმდინარეობს სილიციუმის, მანგანუმისა და ნაწილობრივ ფოსფორის ინტენსიური ამოწვა. შედარებით ნელა მიმდინარეობს ნახშირბადისა და რკინის ამოწვის პროცესები. ფოსფორის დაჟანგვის პოდუქტს - ფოსფორის ანჰიდრიდს - P2O5-ს ვერ შესწევს წიდაში დაკავების უნარი, თუ მასში არ არსებობს მისი შემაკავებელი კალციუმი ჟანგი CaO, რომელიც P2O5-თან იძლევა მდგრად კალციუმის ტეტრაფოსფატს. ამასთან, კირი მხოლოდ მესამე პერიოდის დასაწყისიდან გადადის აქტიურ თხევად მდგომარეობაში. ამასთან დაკავშირებით თომასის პროცესის პირველ პერიოდში ლითონში არსებული ნაშირბადის მაღალი შემცველობით წარმოებს ფოსფორის ანჰიდრიდიდან თავისუფალი ფოსფორის აღდგენა და ლითონში გადასვლა. ამის გამო ფოსფორის დაჟანგვისა და ეგზოთერმული სითბო მთლიანად შთაინთქმება მისი აღდგენის ენდოთერმული რეაქციით. ამ პერიოდში დაჟანგული სილიციუმი, მანგანუმი და რკინა წარმოქმნის რკინისა და მანგანუმის ორმაგ სილიკატს, რომელიც რეაგირებს კირთან.

თომასის პროცესის მეორე პერიოდი იწყება სილიციუმის მთლიანად და მანგანუმის ნაწილობრივი ამოწვის შემდეგ. რომელიც მიმდინარეობს კონვენტერში ლითონის ტემპერეტურის აწევით (100 – 150 C°-ით). ეს უკანასკნელი ნაშირბადის ინტენსიური ამოწვით ხასიათდება და მიმდინარეობს კონვერტერის ხახიდან კაშკაშა ალის ამოტყორცნით (ბესემერის პროცესის მსგავსად). ამასთან ერთად მიმდინარეობს მანგანუმის შედარებით ნელი ჟანგვა. მეორე პერიოდის შუაში წიდიდან ლითონი ნაწილობრივ აღდგება, ხოლო მეორე პერიოდის ბოლოს იგი კვლავ იჟანგება. ნახშირბადის თითქმის მთლიანად ამოწვის შემდეგ იწყება მესამე პერიოდი, რომელიც ხასიათდება ფოსფორის ინტენსიური ამოწვით. ფოსფორის ჟანგი ამ პერიოდში უერთდება წიდაში გახსნილ კირს და წარმოქმნის მასთან კალციუმის ტეტრაფოსფატის მდგრად ნაერთს. ფოსფორთან ერთად მიმდინარეობს კირის ამოწვაც.

დნობის ბოლოს მიიღება რბილი, ნახშირბადმცირე ფოლადი. მასში ნახშირბადის შემცველლობის გაზრდა შესაძლოა სარკისაბრი თუჯის მეშვეობით, რომელიც ციცხვში თხევადი სახით მიეწოდება. დანახშირბადიანების მეორე მეთოდს კონვერტერში ფოლადის ფერომანგანუმით წინასწარ განჟანგვა წარმოადგენს.

ლიტერატურა

• იაკობაშვილი ს. მეტალურგია. გვ.218, თბილისი, 1987