Загальне
Особливості конвертерного виробництва - це наука про способи отримання сталі в конвертерах в кількостях, що мають промислове значення. Сталлю називають сплав заліза з вуглецем та іншими елементами (марганцем, кремнієм, сіркою, фосфором), що деформується . Для отримання сталі зі спеціальними властивостями в метал вводять легуючі елементи: хром, нікель, молібден, вольфрам, мідь, ніобій, ванадій і ін., а також в збільшених кількостях марганець і кремній. Одержання заліза в чистому вигляді є трудомістким і дорогим процесом. Механічні властивості сталі, зокрема міцність, значно вище, ніж у чистого заліза. У зв'язку з цим чисте залізо використовують тільки для спеціальних цілей; в техніці і в побуті зазвичай застосовують сталь.
Основною домішкою сталі, що значною мірою визначає її властивості, є вуглець. За вмістом вуглецю сплави Fe-C ділять на сталь і чавун. При вмісті нижче 1,7-2% С сплав Fe-C називають сталлю, а при > 1,7% С - чавуном. Розрізняють сталисті чавуни (від 1,7 до 2,8-3% С) і звичайні чавуни (> 3% С). При високих температурах сталь має високу пластичність, здатність куватися і прокочуватися. Чавун цими властивостями не володіє. Чавун має температуру плавлення, значно нижчу, ніж сталь, тому має гарні ливарні якості і широко застосовується в ливарному виробництві. В даний час виплавляють сталі, що містять, як правило, <1,2% С, і чавуни з 3,5-4,5% С.
Технічна назва заліза і залізних сплавів - чорні метали. Значення чорних металів взагалі і сталі зокрема в народному господарстві величезне. Без використання сталі не могли б розвиватися ні гірська промисловість, ні транспорт, ні машинобудування, ні сільське господарство. За останні 60-100 років у багато разів збільшилося виробництво кольорових металів, особливо алюмінію, проте частка чорних металів в світовому виробництві продовжує залишатися переважаючою і майже незмінною - близько 95% загального виробництва металів. Протягом багатьох століть рівень економічної могутності тієї чи іншої держави визначався в першу чергу кількістю виплавленої сталі. При цьому основну масу становили так звані рядові марки стали; частка якісних і високоякісних марок була невелика.
Цей період розвитку металургії характеризується докорінною зміною як масштабів виробництва якісної і високоякісної сталі, так і її частки в загальному виробництві та методів отримання. Це пов'язано з багатьма причинами: 1) для виробництва сталі потрібні видобуток вугілля і отримання з нього коксу, видобуток додаткових матеріалів, спорудження металургійних заводів, що пов'язано з величезними і всезростаючими (в зв'язку з виснаженням запасів багатих руд і дефіцитом коксівного вугілля) витратами матеріальних, енергетичних і трудових ресурсів; 2) розвиток техніки дозволяє безперервно підвищувати ефективність металургійного виробництва, тобто з тієї ж кількості руди і вугілля отримувати все більше металовиробів; 3) безперервне і здійснюване всезростаючими темпами переозброєння промисловості пов'язано з виведенням з ладу застарілого обладнання і відповідно з отриманням великої кількості металобрухту; металобрухт (а не залізна руда) все більшою мірою стає основною сировиною для виробництва сталі (це стосується насамперед розвинених в промисловому відношенні країн, тобто до країн з великою "металоємністю" народного господарства); 4) високі вимоги до якості сталі привели до розробки великого числа нових технологій, що істотно змінило в останні роки стан справ в сталеплавильній промисловості. Вимоги нових галузей техніки до якості багатьох марок сталей різко зросли 20-30 років тому і продовжують зростати. В результаті збільшилися масштаби виробництва сталі і сплавів, що містять мізерно малу кількість газів, неметалевих включень і інших небажаних домішок; розроблені нові способи обробки металу як в самому агрегаті, так і поза ним. Можливість отримання сталі з гарантовано низьким вмістом шкідливих домішок при мінімальному розвитку ліквації забезпечує можливість зростання промислового виробництва без істотного збільшення кількості виплавленої сталі.
Все це, разом узяте, визначає нову ситуацію в промисловості, при якій масштаби виплавки сталі вже не характеризують промислову міць. Головним стають висока якість, чистота і надійність металопродукції. Неминуче при цьому ускладнення технології виправдовується результатом, що досягається.
Програмний комплекс (ПК) «Excalibur» є наукомістким продуктом, в якому реалізовані найбільш передові досягнення теорії металургійних процесів останніх трьох десятиліть. Він служить потужним інструментом дослідника та технолога, що дозволяє розробляти нові технології, програвати різні варіанти ведення плавки, позапічної обробки, розкислення, легування, десульфурації та дефосфорації сталі. Зокрема, у програмному комплексі реалізовано пряму та зворотну задачі термодинамічного аналізу сталеплавильних процесів на основі методу хімічних потенціалів Гіббса та диференціальних коефіцієнтів засвоєння. ПК «Excalibur» може використовуватися також як навчальна програма для студентів металургійних спеціальностей.