Mis on põhiline hapnikuahi?

Põhiline hapnikuahi (BOF) on masin, mida kasutatakse toormalmi puhastamiseks, oksüdeerides lisandid räbuks ja muutes ülejäänud hapniku sissepritsega sulateraseks. See on peamine terase tootmise meetod kogu maailmas. Valmistatud teras on keemiliselt testitud ja seda võib sulamite lisamisega veelgi muuta. Protsessi nimetatakse põhihapnikuahjuks tulekindla leeliselisuse ja leeliseliste materjalide lisamise tõttu tootmise käigus.

Kuumutamine ehk partii algab ahju konstruktsioonist endast, st piklikust anumast. Mahuti on vooderdatud leeliseliste tulekindlate materjalidega, nagu magnesiit ja põletatud lubi. Tulekindel on vajalik selleks, et anum taluks äärmuslikke temperatuure ja põhihapniku ahjus toimuvat kõrget oksüdatsioonitaset.

Ahi kallutatakse ja laetakse või täidetakse umbes ühe kolmandiku terasejääkidega ja kahe kolmandiku sulamalmiga, mis on kõrgahjus veeldatud. Lisatakse lubja- või dolomiidiräbustid. Arvutiprogramm kasutab malmi keemilist analüüsi, et määrata kindlaks raua, terasejääkide ja räbusti optimaalsed proportsioonid ning programmeerida hapniku puhumisaeg.

Segu puutub kokku puhta hapniku vooluga, mida puhutakse läbi vesijahutusega toru umbes 20 minutiks. Anumas oleva hapnikuvoo otsa kõrgust saab puhumise ajal reguleerida. Protsessi juhib ja jälgib arvuti.

Segus sisalduv süsinik ja räni oksüdeeruvad ja tekitavad tohutul hulgal soojust, mis sulatab jäägid. See keemiline reaktsioon tõstab põhihapniku ahju temperatuuri kiiresti umbes 3,000 kraadini Fahrenheiti (1,649 °C). Oksüdeeritud räni muutub ränidioksiidiks ja ühineb räbustidega, moodustades räbu. Rauast saadav väävli- ja fosforisisaldus imendub räbu poolt. Protsessi käigus tekkiv vingugaas ja süsinikdioksiid ammendatakse läbi saastetõrjeseadmete.

Pärast hapniku puhumist sisaldab ahi sulaterase ja räbu kihte. Anum on kallutatud, et võimaldada puhastatud materjalist proovide võtmist ja testimist. Eelsoojendatud anum, mida nimetatakse kulbiks, asetatakse põhihapnikuahju alla. Sulateras koputatakse või valatakse kulbi. Detektorid takistavad räbu segunemist terasega. Terast võib konkreetseks kasutuseks muuta raua-, räni- või mangaanisulamitega või saata ilma edasiste modifikatsioonideta valamiseks.
Pärast kogu terase koputamist valatakse räbu eraldi anumasse. Räbu jahutatakse ja jäetakse mõneks kuuks stabiliseeruma. Pärast seda aega saab räbu purustada edasiseks kasutamiseks, sageli ehitusprojektide täitematerjalina.