Peirce-Smith-konverterprosess

[INTRO. Prosess for „blåsing“ av metallisk kobber i konverter med basisk fôring. Den nye fôringen var et resultat av et mangeårig utviklingsarbeid i USA i regi av den norskfødte ingeniør Elias Anton Cappelen Smith og ble lansert rundt 1910.  Basisk fôring hadde først og fremst den fordel at den krevde langt mindre vedlikehold.]

 

Metode for utvinning av kobber ved bessemering av flytende skjærstein i en trommelkonverter med basisk fôring.

 

Bessemering med basisk fôring fant sin løsning i USA rundt 1910 etter mange års utviklingsarbeid ledet av norsk-amerikaneren Elias Anton Cappelen Smith. (For en nærmere presentasjon av Cappelen Smith, se Peirce-Smith-konverter under Varia)

Den nye fôringen reduserte vedlikeholdet til et minimum og gav store innsparinger i smeltekostnadene. For øvrig var prosessen i store trekk identisk med Manhés konverterprosess slik den ble utviklet i 1880-årene.

Av nye trekk kan nevnes at tilslaget av kvarts måtte økes når fôringen var basisk og ikke lenger gav noe kvartstilskudd i første trinn, den såkalte slaggblåsingen. Metoden medførte mindre støvplage og dermed et mindre helseskadelig arbeidsmiljø.

 

Ved bruk av basisk fôring ble det arbeidet ved lavere temperaturer enn ved blåsing med sur fôring. Dysene måtte stadig stikkes opp og fôret rundt disse skiftes relativt ofte. Fôret i taket holdt to-tre ganger lenger, og fôret under metallspeilet ble ikke angrepet under prosessen, men måtte repareres da det samlet seg jernoksid som måtte brytes ut. Reparasjon av fôret rundt dysene tok ca seks dager, tre dager til avkjøling av konverteren, to til selve reparasjonen og en dag til tørking og oppvarming av konverteren.[1]

Ved tilsetting av for lite kvarts dannet det seg et magnetittholdig, tyktflytende slagg som la seg på konverterveggene som fôring. Når slik slagg ble helt over på skjærsteinsovnen, førte det til store problemer ved at det fôret på veggene og oppunder ovnshvelvet og tettet til åpningene for påfylling av konsentrat. Fôringen av magnetittslagg var så hardt at man ikke greide å meisle det bort selv om man brukte luftdrevet meiselmaskin.[2]

Ved bessemering med basisk fôring ble det vanskeligere å basere underveisvurdringer, beslutninger om avslutning av smelteforløpet mm. på visuell observasjon av flammebildet. Det ble nå lagt mer vekt på objektive parametere som tidtaking og prøveuttak.[3]

 

Varia:

- Kjell L. Olsen, tidligere kobberblåser ved Sulitjelma-verket gir følgende orientering om volumer, prosess og tidsforbruk for en syklus ved verkets Peirce-Smith-konvertere fram til hytta ble nedlagt i 1987[4]:

Ny syklus ble startet med å tappe skjærstein fra ovnen og ned i ei potte som rommet 7 tonn skjærstein. Via traverskran ble potta heist opp og helt over i konverteren. Første slaggblåsing besto av 4 potter skjærstein=28 tonn og 4 x 2,5 tonn=10 tonn kvarts. Etter ferdig slaggblåsing og slagging ble det satt på 3 potter skjærstein=21 tonn og 3 x 2,5 tonn kvarts. Tredje og siste slaggblåsing besto av 2 potter skjærstein=14 tonn og 2 x 2,5 tonn kvarts. Etter slagging og etterfølgende finslagging ble konverteren reist igjen, denne gang bare med hvitmetall fra de tre slaggblåsingene. Kobberblåsingen tok ca 2 timer og hele prosessen ca 12-13 timer. Produksjonen ble på en slik syklus ca 14-18 tonn kobber. Til sammenlikning var ukesproduksjonen ca 30 tonn kobber i Manhés første konverter fra 1880-tallet.[5]

Olsen redegjør også for konsekvenser av feilvurderinger ved avslutning, og hvilke observasjoner man da bygget på: Her hadde man liten tid å gå på, +/-30 sekunder avgjorde om smelten skulle bli "underblåst" eller "overblåst".

Underblåst kobber inneholdt ennå for mye svovel og "bruste" på overflaten som mineralvann og det reiste seg små "vulkaner" som det tøt smelte ut av på overflaten. Disse kunne være opptil 15-20 cm høye og skapte i størknet tilstand problemer ved transporten når barren skulle stables i oppå hverandre. Overblåst kobber var helt livløst, men este opp under avkjøling slik at kobberbarren fikk form som en for godt hevet formkake. Den kunne ese opp så kraftig at barren revnet tvert over toppen. Overblåst kobber skapte samme type problemer ved transporten, som underblåst kobber. Til hjelp ved den viktige avgjørelsen om å avslutte hadde man ingen tekniske hjelpemidler, selv i 1980-årene. Ved andre verk brukte man klokka, ved Sulitjelma tok man beslutningen utelukkende på grunnlag av en vurdering av flammebildet.[6]

 

Fotnoter

1. Ullmann 1932,bd7:163.
2. Pers. medd. Kjell Lund Olsen 21.9.09.
3. Ullmann op.cit.:162. Dog understreker Kjell L. Olsen, tidligere kobberblåser ved Sulitjelma-verket (med Peirce-Smith-konvertere), at visuell observasjon av flammebilde (flammene som sto opp fra konverteren) sto sentralt i arbeidet ved konverterne helt fram til smeltehytta ble lagt ned i 1987. Dette var overført, erfaringsbasert kunnskap som gav smeltingen et håndverksmessig preg. Men så leverte de også verdens beste kobber! (Pers.medd. Kjell Lund Olsen 9.5.09).
4. Sulitjelmaverket var det siste kobberverket som var i drift i Norge. En viktig grunn til at hytta ble nedlagt var de store utslippene av SO2-gass som bidro med en stor andel av det totale utslippet i Norge.
5. Opplysning om Manhés konverter: Vogt 1884(400):155.
6. Pers. medd. Kjell Lund Olsen 9.5.09 og 21.9.09.