Шихтовые материалы конверторной плавки состоят из металлической (чугун, скрап) и неметаллической (шлакообразующие, твердые окислители, флюсы) частей.
Металлическая часть шихты
Любой конверторный процесс, в том числе и кислородно-конверторный, протекает без подвода тепла от внешнего источника, т. е. за счет тепла экзотермических реакций окисления примесей и частично железа. Поэтому чугун должен содержать некоторое минимальное количество элементов-теплоносителей и прежде всего кремния. Вместе с тем при большом содержании подобных элементов увеличивается расход шлакообразующих для их ошлакования, возрастает масса шлака, что затрудняет продувку и приводит к выбросам металла и шлака из конвертора.
Как показывает практика работы кислородных конверторов, в чугуне желательно иметь 3,8—4,4% С; 0,7— 0,8% Si; 0,8—1,2% Mn; ≤0,04% S и
Переработка чугуна, отличающегося от оптимального состава, вызывает затруднения, например при переработке фосфористых чугунов приходится прибегать к промежуточному скачиванию шлака, что удлиняет процесс.
Металлический лом служит для охлаждения ванны и его расход обычно составляет 20—30%. Следует иметь в виду, что лом дешевле чугуна, и поэтому повышение его расхода снижает себестоимость передела. Для кислородного конвертора не пригодны как очень крупные куски, так и легковесный лом и стружка. В первом случае разрушается футеровка конвертора при загрузке, во втором удлиняется загрузка. Плотность лома должна быть ≥2,5 т/м3, а масса отдельных кусков лома не должна превышать 1 т. Раскислители и легирующие применяют те же, что и в электросталеплавильном производстве.
Шлакообразующие, флюсы и твердые окислители
В качестве шлакообразующего материала в кислородном конверторе чаще всего используется известь, а флюса — плавиковый шпат. Особенно хорошие результаты получаются при использовании извести, полученной обжигом во вращающихся печах при умеренных температурах с содержанием >90% CaO и 2.
На практике применяют также известь, обжигаемую в шахтных печах с несколько худшими показателями. В последнее время начинает находить применение известь, обжигаемая в печах кипящего слоя. Расход извести составляет 50—100 кг/т стали и зависит как от качества извести, так и состава чугуна и ведения процесса.
Плавиковый шпат применяют для ускорения растворения извести и обеспечения требуемой жидкотекучести шлака. Содержание CaF2 в плавиковом шпате должно быть ≥75%. Расход его составляет 3—7 кг/т стали. Иногда в качестве флюса применяют и боксит.
Охладителем и одновременно твердым окислителем является железная руда с содержанием 8—10% SiO2 и размером кусков 40—50 мм, а также железорудные окатыши и другие железосодержащие материалы.