LD-prosessi

LD-prosessi (Linz-Donawitz -prosessi) tai emäshappimellotus (Basic Oxygen Steelmaking, BOS) on itävaltalaisen Vöest Alpine AG:n Linz-Donawitzin terästehtaan Bessemer-prosessista edelleen kehittämä mellotusprosessi, jossa masuunista tuleva takkirauta mellotetaan teräkseksi puhaltamalla siihen vesijäähdytteisellä happipeitsellä ääntä nopeampi happisuihku, joka polttaa ylijäämähiilen hiilimonoksidiksi, joka edelleen hapettuu hiilidioksidiksi. Samanaikaisesti emäksellä (tyypillisesti kalkkikivi) neutraloidaan happamat epäpuhtaudet kuonaksi. BOS-konvertteri on 200–500 tonnin vetoinen, sitruunan muotoinen säiliö, joka on vuorattu tulenkestävillä, korkeaa lämpötilaa kestävillä tiilillä. Prosessi on siis panosprosessi ja konvertteri on panosreaktori.
LD-prosessin kulku on seuraava:
Hapen käyttö raakaraudan mellottamisessa teräkseksi oli jo Henry Bessemerin mielessä 1800-luvulla, mutta 1800-luvun puolessavälissä ei ollut teollista keinoa puhtaan hapen valmistamiseksi. Happirikastuskokeita tehtiin 1930- ja 1940-luvulla muun muassa Saksassa ja Sveitsissä. Vuonna 1948 Robert Dürrer teki yhdessä Hellbrüggen kanssa hapen kokeita päältäpuhalluksesta von Rollin terästehtaalla Gerlafingenissä ja seuraavana vuonna Vöestin tehtaalla Linzissä. Ensimmäinen teollinen konvertteri otettiin käyttöön Linzissä Itävallassa vuonna 1952 ja seuraavana vuonna toinen konvertteri Donawitzissä. Menetelmää kutsuttiin nimellä LD (Linz-Donawitz/Dürrer). USA:ssa menetelmää on kutsuttu lisensseistä johtuen nimellä BOP (Basic Oxygen Process), BOC (Basic Oxygen Converter) tai BOF (Basic Oxygen Furnace). Euroopassa prosessi syrjäytti nopeasti sekä Bessemer-prosessin että Siemens-Martin -prosessin, mutta USA:ssa sen yleistyminen kesti vuosia - viimeinen amerikkalainen tuotantokäytössä ollut Bessemer-konvertteri ajettiin alas 1968, ja Bethlehem Steel Company teki terästä yhä Siemens-Martin -prosessilla 1995 Bethlehemin tehtaan sulkemiseen asti.
Erilaisten kaasujen puhaltamista konvertterin pohjasta Bessemer-prosessin tapaan tutkittiin myös Kanadassa 1940-luvulla. Inerttien kaasujen puhallus huokoisten tiilien läpi antoi hyvän sekoitusefektin. Sitä vastoin happi kulutti pohjan nopeasti puhki. Guy Savar ja Robert Lee alkoivat kehittää injektiotekniikkaa 1950-luvulla ja ensimmäisiä mellotuskokeita tehtiin vuonna 1965. Terästeollisuutta oli kuitenkin vaikea saada innostumaan keksinnöstä, sillä LD-prosessi oli juuri tekemässä läpimurtoaan. Karl Brotzmann Maxhüttellä Saksassa kiinnostui menetelmästä, sillä siellä oli käytössä vielä perinteinen Thomas -konvertteri. Lisenssisopimus kirjoitettiin ja tuotantomittakaavainen toiminta alkoi vuonna 1967. Menetelmä sai nimen OBM (Oxygen-Bodenblasen-Maxhütte), jota Yhdysvalloissa kutsutaan nimellä Q-BOP. Prosessin perusidea on hiilivedyn (maakaasu, propaani, öljy) käyttö happivirran suojana.
Emäshappimellotus on syrjäyttänyt nykyisin Bessemer-prosessin ja Siemens-Martin -prosessin lähes täysin. Masuuniin perustuva raakarautaa lähtömateriaalina käyttävä teräksen valmistus on kehittynyt Bessemer-Thomas-konverttereista hapen päältäpuhalluskonvertterin (LD/BOP) ja Bessemer-tyyppisen pohjapuhalluskonvertterin (OBM/Q-BOP) kautta nykyaikaisiin yhdistelmäpuhalluskonverttereihin.