تاریخچه
نظریه کاربرد اکسیژن تحت فشار روی فلز مذاب، با وجود سرباره توسط پرفسور روبرت دور سوییسی برای اولین بار مطرح گردید و یک کنورتر سه تنی آزمایشی برای این منظور در سال 1947 ساخته شد و در سال 1948 ، در حدود یک تن فولاد به این صورت تولید گردید . بر اساس این آزمایش ، یک کنورتر دو تنی نیز در Linz واقع در اتریش ساخته شد و اولین فولاد محصول آن به شکل موفقییت آمیزی در25 ژوئن سال 1949 به دست آمد.
اصول این روش، امروزه همان است که در ابتدا بود. فقط گنجایش کنورترها تا حدود 300 تن و نیز مقدار تولید اکسیژن افزایش یافته است ،ولی مدت زمان دمیدن اکسیژن ثابت مانده است.
روش ال.دی. را می توان برای هر کارگاهی، که دارای فلز مذاب باشد، جهت تهیه فولادهای معمولی ، ساختن ورق ونیز فولادهای آلیاژی به کار برد.

اصول کار
قسمت تحتانی کنورتری که در این روش به کار می رود استوانه ای شکل است که به دهانه ای باقطر کمترمنتهی می گردد. کف استوانه مسدود است. دهانه کنورتر ممکن است وسط (متقارن) و یا در یک طرف بدنه کنورتر (غیر متقارن) قرار گرفته باشد.
گازاکسیژتحت فشار، پس از عبور از داخل لوله ای که با آب سرد می شود ، روی بار کنورتور وارد شده و آن را تصویه می کند. لوله ی اکسیژن، به حالت قائم، در داخل کنورتر تا فاصله معیینی از سطح فلز مذاب پایین آورده می شود. فشار اکسیژن باعث نفوذ آن به داخل فلز مذاب و سرباره گردیده،آن را متلاطم و گرمایی در حدود 300تولید می کند.
نا خالصی های ایجاد شده با آهکی که به کنورتر اضافه می شود ترکیب و سرباره ای تشکیل می دهد که جهت دفع گوگرد و فسفر موجود در فلز مذاب عامل و ماده اصلی است. این سرباره به دفعات به صورت کفی شکل در و همین پدیده کمک به تصفیه مذاب و تکمیل کار کنورتر می نماید. این کف حجم زیادی از کنورتر را می گیرد که خود در حقیقت مشخصه این طریقه است.
در طریقه ال.دی. بیشترین کربن موجود در بار به صورت اکسید کربن در آمده و به همین حالت نیز از کنورتر خارج می گردد. خروج اکسید کربن از کنورتر بدون استفاده از ارزش حرارتی آن، عیب و نقص بزرگ این روش است ، زیرا تعادل حرارتی کنورتررا برهم میزند.
ولی با سوزاندن آن در خارج کنورتر،یعنی در دودکش کنورتر، وتبدیل آن به غیر مستقیم از حرارت آن استفاده می شود. این عمل عمر پوشش کنورتر را افزایش می دهد و در نتیجه باعث کاهش مصرف آجر نسوز برای هر تن فولاد می گردد.

کنورتر(گلابی)
قسمت عمده کنورترها از صفحات جوش شده به یکدیگر ساخته شده است. در زیر قسمتهای مختلف یک کنورتر شرح داده شده است:
الف) وضع داخلی کنورتر، بعضی از اپراتورها،قسمت استوانه ای شکل کنورتر را با تغییر قطر و یا ضخیم تر گرفتن پوشش نسوز،در بغضی از قسمتها که در معرض سایش بیشتری است تغییر میدهند. با ضخیم تر گرفتن و تقویت آن در این قسمتها از ضخیم تر کردن پوشش از سایر مناطق،که لزومی ندارد،جلوگیری می شود.به هر صورت شکل داخل کنورتر باید به همان وضع استوانه ای باشد و به این منظور،در نقاط مختلف کنورتر،مواد نسوز مختلفی ،که در قبال گرما وسایش مقاومتهای متفاوتی دارند به کار برده میشود.
ب) قسمت دهانه یا دماغه کنورتر،همان طور که گفته شد ممکن است متقارن یا غیر متقارن باشد.
پ) کف کنورتر، قابل جدا شدن بوده و تعدادی از کنورترهای جدید از این خاصیت استفاده کرده اند.
ت) حجم داخلی کنورتر،حجم داخلی کنورترهای قدیمی حدود1 الی 065/1 متر مکعب برای هر تن ظرفیت کوره بوده است. اما تجربه های بعدی باعث گردید که این حجم تا حد 7/0 مترمکعب برای هر تن تقلیل داده شود.در این تجربه ها،عملا حجم کمتری برای بار بیشتر در نظر گرفته شده و نتیجه کار رضایت بخش بوده وبا اعمال این کاهش برای کنورترهای جدیدمراعات شده است.
ث) ارتفاع کنورترها، مثلا برای یک کنورتر100تنی،از20/7 متر به60/9 متر و برای یک کنورتر 270 تنی افزایش یافته است.در بعضی کارگاه های جدید،باز هم سعی شده است که این رقم بالاتر برده شود .
ج) قطر بدنه کنورتر دارای اهمیت از نقطه نظر اجرای صحیح کار فولاد سازی می باشد.در حقیقت،عده ای از طراحان،جهت تعیین معیاری برای قطر بدنه کنورترها،مقدار اکسیژن را برای هر متر مربع سطح حمام،18 مترمکعب در دقیقه می گیرند.
چ) مساحت بوته کنورتر،برای هر تن ظرفیت آن در حدود 15/0 متر مربع برای کنورترهای 100 تنی و 135/0 متر مربع برای کنورترهای 200 تنی می باشد.
ح) عمق حمام کنورتر،بیشتر از عمق حمام کوره های باز بوده و باید دارای حداقلی باشد که مانع خراب شدن کف کنورتر میگردد.و این حداقل عمق متناسب با فشار و عزم نیروی فشاری اکسیژن است.
خ) قطر دماغه کنورتر- پوشش دماغه کنورتر که در معرض سایش بیشتر گازهای خروجی کنورتر است،باید دارای استحکام کافی بوده،ضمن آن که افت حرارتی کمتری نیز داشته باشد. به کار بردن لوله های اکسیژن چند سوراخه تاثیر عمده ای در بهبود شرایط این قسمت به وجود آورده است.


کلاهک دودگیر
دود و گاز داغ،که حاوی مقدار زیادی مواد معلق است،از دهانه کنورتر خارج می گردد و میبایست قبل از فرستادن آن به هوای آزاد تصفیه و تمیز گردیده و مواد معلق آن گرفته شود،با تصفیه گازهای داغ ممکن نیست لذا،لازم است گازها را ابتدا سرد نمایند. بعلاوه چون گازهای خروجی از کنورتر بیشتر از اکسید کربن،که احتمال انفجار آن همیشه وجود دار،تشکیل شده است باید حین سرد و تمیز کردن آن اقدامات احتیاطی ضروری صورت گیرد.

لوله اکسیژن
لوله اکسیژناز سه لوله متحدالمرکز تشکیل شده است.لوله مرکزی،جهت عبور اکسیژن،لوله وسطی جهت آب خنک کننده ولوله خارجی جهت بازگشت آب. انتهای این لوله به افشانکی مسی منتهی شده است. لوله اکسیژن از فولاد ساخته شده، دارای قطر 20 الی25 سانتی متر و طول نسبتا زیاد است زیرا، علاوه بر اینکه باید وارد کنورتر گردد از داخل کلاهک دود گیر نیز باید رد شود لذا، باید طول کافی داشته باشد.
نحوه دمیدن اکسیژن از این لوله دارای اهمیت فراوان است. لوله باید طوری مستقر شود که اکسیژن درست در وسط کنورتر دمیده شود. به این منظور لوله در داخل یک کشوی راهنما مستقر و این کشو داخل کلاهک نسب وتثبیت شده است. لوله اکسیژن داخل این کشو، به سمت پایین حرکت و وقتی که به نقطه مورد نظر رسید، آن وقت به کشو قفل می شود و پس از اتمام دمیدن، قفل آزاد و لوله اکسیژن بالا برده می شود. لوله های اکسیژن در ابتدا فقط دارای یک سوراخ بودند. واین سوراخ در وسط افشانک قرار داشته و دارای دیواره ای موازی با لوله بوده است ولی، اکنون در بسیاری کارگاه ها به جای این لوله ها ، لوله های چند سوراخه به کار برده می شود. تعداد این سوراخها متفاوت است ولی، امروزه لوله های سه سوراخه کاربرد همگانی پیدا کرده است. قطر این سوراخ ها به اکسیژنی که باید دمیده شود بستگی دارد.

نسوزها
در کنورترهای بزرگ، مصرف مواد نسوز در حدود 6/3 الی 4/5 کیلوگرم برای هر تن فولاد می باشد. این مقدار از نصف مقداری که در کوره های باز به کار برده می شود کمتر بوده به طور متوسط از یک چهارم آن بیشتر نمی باشد. با وجود این کوشش می شود که مصرف را از این حد باز هم کاهش دهند.
عواملی که برعمرپوشش نسوز تاثیرمی گذارند به قرارزیراست:
الف) مقدار کم و ثابت سیلیسیم، عمر پوشش را زیاد می کند ولی، ازدیاد درصد فلز مذاب باعث کاهش آن می شود.
ب) قطعات بزرگ ممکن است لطمه زیادی به پوشش کنورتر بزند، لذا باید ابعاد این قطعات را حداقل در نظر گرفت.
پ) تهیه فولاد کم کربن عمر پوشش را کم می کند و تهیه فولادهای آلیاژی نیز می تواند همین تاثیر را داشته باشد.
ت) اولین سرباره تولید شده در جریان دمیدن اکسیژن اسیدی است، بنابراین لازم است سریع مقداری آهک به بار اضافه شود تا تاثیر سرباره را کم کند.
ث) درصد آهن محتوی سرباره باید در حداقل آن نگاه داشته شود و این امر نه تنها نقطه نظر متالورژی را تامین می کند بلکه عمر پوشش را نیز را افزایش می دهد.
ج) با کوتاه کردن فاصله زمانی بین شروع کردن دمیدن اکسیژن وتخلیه بار کنورتر می توان عمر پوشش را افزود.
چ) در صورتی که فاصله بین دو ذوب بیش از حد معمول باشد، کنورتر سرد گشته و عمر پوشش کاهش می یابد.
ح) گرمای بیش از حد متعارف فولاد مذاب باعث کاهش عمر پوشش کنورتر می گردد.

برای پوشش کنورترهای بزرگ، آجرهای نسوز به کار می رود که در آن قیر یا زفت به عنوان ماده چسب آور، به کار برده شده است. این آجرها یا در ماشین های فشار به صورت فشرده در می آیند یا این که آنها را در کوره هایی می پزند.
وقتی که آجرهای نسوز فشرده به کار می بریم، برای پوشش کنورتر ابتدا یک پوشش منیزیتی پخته و به ضخامت کم و به عنوان آستری در مجاورت جداره کوره به کار برده، سپس پوشش نسوز آجری به عنوان قشر روکاری با فاصله کمی از قشر آستری کار گذاشته می شود فاصله بین این قشر آستری وروکاری با مواد نسوز قیری پر و کوبیده می شود.
هنگامی که آجرهای نسوز پخته به کار می بریم، برای هر دو قشر آستری و روکاری ، از این آجرها به کار برده و بین این دوقشر با مواد نسوز پر و کوبیده می شود. فاصله گذاشتن بین دو قشر، خرد کردن مواد نسوز روکاری و برداشتن آنها را ،جهت ترمیم و تجدید پوشش تسهیل می کند.
نوع پوششی که به کار برده می شود تابع نوع مواد نسوز و قیمت آنها است، مثلا در نقاطی که دولومیت فراوان و ارزان است کمتر از منیزیت استفاده می شود.

مواد اولیه
مواد اولیه ای که جهت فولاد سازی به طریقه ال.دی. به کار برده می شود عبارتنداز فلزمذاب کوره بلند، آهن خام سرد، قراضه فولاد، آهک، سنگ آهک، دولومیت، فلوئور سپار، بوکسیت سنگ آهن و گاز اکسیژن.
نسبت این مواد برای هر نوع فولاد، نسبت به ترکیب آهن، نوع فولاد و محصول و بعضی شرایط محلی تغییر می کند. قراضه فولاد به عنوان ماده سرد کننده به کار رفته و مقدار آن تابع
مقدارفلز مذابی است که به کار برده می شود. سنگ آهن نیز گاهی اوقات به عنوان ماده اصلی ولی اغلب به مقدار کم، جهت کمک به تشکیل سرباره و در آخر کار فولادسازی، برای از بین بردن حرارت اضافی کنورتر، به کار برده می شود. میزان آهک، به نسبت مقدار فسفر، سیلیسیم و سیلیس بار تغییر می کند. فلوئورسپار، بوکسیت و سایر مواد گداز آور برای افزایش درصد آهک سرباره ،در جریان کار فولادسازی به کار می رود.