1.8 LD-konvertern

Det fanns en stor nackdel med de tidiga konverterprocesserna, Bessemer och Thomas, nämligen att färskningsgasen var luft. Luften innehåller cirka 80 % kvävgas vilket innebär att kvävehalterna i stålet blev höga. Dessutom betydde kvävehalten i luften att man hade en stor barlast i form av kvävgas som också måste värmas. Förbränning av kol räckte egentligen inte för värmebalansen och därför krävdes till exempel i Bessemerprocessen att råjärnet höll relativt höga halter av kisel och mangan. För Thomasprocessen gav fosfor ett välkommet energibidrag vid färskningen. Man utförde försök med syreanrikad luft, från 20 % upp till 30 %, men detta gav för stora slitage på dysorna på grund av den högre värmeutvecklingen. Man hade således haft klart för sig att färskning med ren syrgas vore förträffligt ur kvävesynpunkt och energibalansmässigt.

I slutet av 1940-talet fick den första syrgaskonverterprocessen sitt genombrott. Den fick namnet LD efter de två österrikiska stålverken Linz och Donawitz. I USA kom den att kallas BOF, (Basic Oxygen Furnace). Bakom genombrottet låg, förutom att man redan visste att färskning med ren syrgas var önskvärd, dels att man några år tidigare fått fram en industriell metod att framställa syrgas i stora volymer och dels att man löste problemet med den starka värmeutvecklingen i syrgasens brännfläck. I LD-konvertern blåstes syrgas ned mot råjärnsbadet genom en lans som slutade en bit ovanför badytan. Trycket i syrgasen var så stort att det i träffytan bildades en krater i vilken huvuddelen av värmeutvecklingen ägde rum. Genom att ha en lans uppifrån klarades således värmeutvecklingsproblemet men man fick också en mekaniskt enkel lösning eftersom ugnen egentligen bara bestod av ett enkelt reaktionskärl utan andra hål än där man chargerade råjärnet och tappade stålet. I Figur 10 visas en principiell figur av en LD-konverter.

Parallellt med LD-konvertern utvecklades i Sverige en konverter som kallades Kaldo (från Kalling/Domnarvet), se Figur 11. Där åstadkoms en rörelse i smältan genom att hela ugnskroppen roterade runt (cirka 40 varv/minut) sin egen axel i ett liggande läge (17º). Processen fungerade metallurgiskt utmärkt framförallt på grund av den kraftiga omröringen. Processen installerades hos ett tiotal stålverk och kördes fram till 1980-talet då den helt övergavs. Rotationen innebar mekaniska problem med höga underhållskostnader och därtill kom ett relativt stort foderslitage som påverkade process-ekonomin negativt. Det intressanta med Kaldo var att den med sin kraftiga omröring var väl lämpad för stålframställning av fosforrika råjärn. Vid 1980-talet hade dock fosforproblematiken spelat ut sin roll eftersom de europeiska verken stängde de inhemska gruvorna och köpte låg-fosforhaltig järnmalm på världsmarknaden. Kaldoprocessen lever dock vidare in på 2000-talet för framställning av bly och koppar.

LD-processen hade initialt ett visst motstånd i Europa eftersom den inte kunde användas vid fosforrikt råjärn. I Benelux och Frankrike utvecklades därför varianter av LD-processen som kallades LD-AC och OLP som kunde färska fosforrikt råjärn. Detta uppnåddes framförallt genom att finkornigt kalkpulver tillsattes genom lansen med hjälp av en mekanisk pulverspruta.

LD-processens generella svaghet har varit den begränsade omröringen. Därför har LD-processen med åren utvecklats med gasspolning från botten och även kombinationer av blåsning av syrgas från toppen och botten.