Шлакообразование - Основы теории окислительной плавки
Побочным продуктом при выплавке стали является шлак. Он образуется в результате разрушения футеровки агрегата, окисления примесей чугуна и лома, присадок вспомогательных материалов.
Для осуществления различных технологических процессов в агрегат загружают железную руду, окалину, агломерат, окатыши, известняк, известь и т. д. При этом образуется расплав оксидов, называемый шлаком.
Его плотность и температура плавления ниже чем у металла, поэтому шлак находится на поверхности стали, покрывая ее.
Таким образом, источниками шлака являются:
- - продукты окисления компонентов чугуна и лома (железа, кремния, марганца, фосфора, хрома и др.); - продукты разрушения огнеупорной футеровки агрегатов; - твердые окислители, шлакообразующие материалы и флюсы; - пустая порода и загрязнение используемых материалов.
В течение всей плавки жидкий металл находится в контакте со шлаком. Состав и свойства шлака оказывают основное влияние на ход плавки и качество металла. Поэтому к шлаку предъявляются такие требования:
- - в окислительные периоды плавки шлак должен обеспечивать интенсивный перенос кислорода из атмосферы в металл, в другие периоды и после выпуска в ковше - препятствовать этому процессу; - обладать высокой сорбционной (поглотительной) способностью по отношению к вредным примесям (сере и фосфору) и неметаллическим включениям; - препятствовать переходу в металл азота и водорода из атмосферы.
Главными компонентами шлака являются оксиды: FeO, CaO, SiO2, Al2O3, MqO. Если в составе шлака преобладают основные оксиды CaO, MqO, MnO, FeO Fe2O3, шлак называют основным. Если преобладают оксиды с кислотными свойствами SiO2 и P2O5 , шлак называют кислым. Основные и кислотные свойства характеризуют основностью, используя в качестве ее показателя отношение:
(26)
Кислые шлаки содержат до 55...60% SiO2, 10...15% MnO, 7...8%CaO. Они образуют в агрегатах с кислой футеровкой. Подавляющее количество выплавляют в агрегатах с основной футеровкой. В конечных шлаках этих агрегатов содержится 35...60% СаО +MqO, 10...25% FeO, 5...10% MnO, 15...30% SiO2. Состав и основность шлаков по ходу плавки меняются: первичные шлаки низкоосновные (В < 1,2...1,5), к концу плавки основность повышается до 2,5...3,5.
Другой важной характеристикой шлака является его окисленность. Ее оценивают по суммарному содержанию FeO или железа, пересчитывая содержание оксидов (% по массе) по формулам:
- ? (FeO) = (FeO) + 1,35 (FeO3) (27) ? (Fe) = 0,788 (FeO) + 0,70 (Fe2O3) (28)
В начале плавки окисленность шлака высокая, ? (FeO) достигается 20...25%. По мере усвоения известняка и извести и повышения температуры она понижается и перед раскислением составляет не более 10...15%.
Процесс шлакообразования протекает во времени, его скорость зависит от температуры, интенсивности перемешивания ванны, размеров кусков материалов, последовательности их загрузки и т. д. Т. к. многие процессы зависят от состава и свойств шлака, шлакообразованию придают большое внимание, особенно при выплавке стали скоротечным кислородно-конвертерным процессом.
Расход шлакообразующих материалов определяют расчетом материального баланса плавки, а время и порядок присадок - технологической инструкцией.
Похожие статьи
-
Реакция окисления марганца - Основы теории окислительной плавки
Марганец в сталях присутствует как раскислитель и легирующий компонент. Раскислительная способность его мала и в этом качестве он используется при...
-
Реакция окисления кремния - Основы теории окислительной плавки
Кремний сплавляется с железом в любых соотношениях, образуя соединения FeSi. Вследствие высокой активности по отношению к кислороду используется как...
-
Окисление фосфора - Основы теории окислительной плавки
Как уже отмечалось, фосфор вредная примесь. Наличие его в стали понижает ее пластические свойства, свариваемость, повышает анизотропию механических...
-
Реакция окисления углерода - Основы теории окислительной плавки
Основная составляющая шихты при выплавке стали - чугун - содержит в среднем 4%. В готовой стали содержание углерода в большинстве случаев исчисляется...
-
Десульфурация металла - Основы теории окислительной плавки
Как и фосфор сера - вредная примесь, понижающая механические свойства, особенно пластичность, свариваемость, электротехнические и антикоррозионные...
-
В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных веществах и в продуктах реакции, при этом руководствуемся правилом: число электронов,...
-
Элементы теории процентов - Финансово-математические основы инвестиционного проектирования
В процессе анализа инвестиционных решений принято использовать сложные проценты. Сложным процентом называется сумма дохода, которая образуется в...
-
Моделирование в условиях противодействия, игровые модели - Основы теории систем и системного анализа
Как уже неоднократно отмечалось, системный анализ невозможен без учета взаимодействий данной системы с внешней средой. Ранее упоминалась необходимость...
-
Растворы - термодинамические устойчивые системы переменного состава, состоят не менее чем из двух компонентов и продуктов их взаимодействия. Это...
-
Сушки (температура материала 100...200 °C - здесь происходит частичное испарение воды); подогрева (200...650 °C - выгорают органические примеси и...
-
Взаимосвязи случайных событий - Основы теории систем и системного анализа
Вернемся теперь к вопросу о случайных событиях. Здесь методически удобнее рассматривать вначале простые события (может произойти или не произойти)....
-
Теория "Большого взрыва" - Основы естественно-научных знаний
Вопрос о сущности жизни - один из центральных вопросов естествознания. Всеми признанной теории о происхождении жизни до сих пор нет. Согласно теории...
-
Полимерами называют вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из одного или большего числа составных звеньев. Молекулярная масса (число атомов)...
-
Анализ аграрных проблем в трудах А. В. Чаянова - Основы экономической теории
Александр Васильевич Чаянов (1888-1937), основные работы "Организация крестьянского хозяйства" (1925), "Краткий курс кооперации" (1925), "Основные идеи и...
-
В современной экономической теории доминирующую роль играют труды зарубежных экономистов. Однако русская экономическая наука также ярко представлена...
-
А) Углерод (С), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), свинец (РЬ) - элементы 4 группы главной подгруппы ПСЭ. На внешнем электронном слое атомы этих...
-
Легирование стали повышает ее антикоррозионные свойства. Например, совершенную стойкость к атмосферной коррозии показывают нержавеющие легированные...
-
Методы непараметрической статистики - Основы теории систем и системного анализа
Использование классических распределений случайных величин обычно называют "параметрической статистикой" - мы делаем предположение о том, что...
-
С кислородом большинство металлов образует оксиды - амфотерные и основные: 4Li + O2 = 2Li2O, 4Al + 3O2 = 2Al2O3. Щелочные металлы, за исключением лития,...
-
Синтез полимеров - Полимеры и материалы на их основе
Полимеры получают методами полимеризации или поликонденсации. Полимеризация (полиприсоединение). Это реакция образования полимеров путем...
-
Получение и применение стекла. Ситаллы. Стеклопластика - Основы химии
Обычное стекло можно получить сплавлением кварцевого песка (SiO2), технической соды (Na2CO3) и мела (CaCO3). При нагревании сода и мел разлагаются с...
-
Теоретические основы масс-спектрометрии Масс-спектрометрия представляет собой метод исследования веществ, основанный на определении массы (точнее,...
-
Керамика -- изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой...
-
Моделирование системы в условиях неопределенности - Основы теории систем и системного анализа
Как уже отмечалось в первой части нашего курса, в большинстве реальных больших систем не обойтись без учета "состояний природы" -- воздействий...
-
Рассмотрим простейший гальванический элемент Даниэля-Якоби, состоящий из двух полуэлементов - цинковой и медной пластин, помещенных в растворы сульфатов...
-
Способы получения и химические свойства солей - Основы химии
1. С использованием металлов Металл+неметалл Mg+Cl2=MgCl2 Металл+кислота Zn+2HCl=ZnCI2+H2 Металл+соль Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 2. С использованием оксидов...
-
Живая система - совокупность взаимодействующих элементов, которая образует целостный объект, имеющий новые качества, не свойственный входящим в систему...
-
Пространство - логически мыслимая форма, служащая средой существования материальных объектов и процессов. Пространство характеризует структурность и...
-
Проблемы равновесия и стабилизации - Основы экономической теории
В истории нашей страны имя Леонида Наумовича Юровского (1884-1938) тесно связано с денежной реформой 1922-1924 гг. Но Юровский был не только практиком,...
-
Исследование проблем экономической динамики Н. Д. Кондратьевым - Основы экономической теории
Николай Дмитриевич Кондратьев (1892-1938) был универсальным исследователем. Проживая в стране, где подавляющее большинство населения составляли...
-
Технологические свойства метанола Метанол (метиловый спирт) СН3ОН представляет бесцветную легкоподвижную жидкость с температурой кипения 64,65°С,...
-
Экономическая теория, Институционализм - Основы экономической теории
Институционализм В начале XX в. ученые-экономисты США, активизировав анализ усилившихся монополистических тенденций в экономике и содействуя...
-
Монетаризм - Основы экономической теории
Монетаризм - это одно из направлений неолиберализма, возникшее в США в рамках Чикагской школы. Это учение отводило деньгам определяющую роль в...
-
Учение Дж. М. Кейнса - Основы экономической теории
Мировой экономический кризис 1929-1933 гг. обрушился с колоссальной силой как на развитые, так и неразвитые в промышленном отношении страны. Поэтому...
-
Способы получения и химические свойства оксидов - Основы химии
Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород, со степенью окисления -2. Окисление кислородом простых...
-
Научная теория и ее структура - Основы научных исследований
Теория - система логически непротиворечивых верифицируемых высказываний, в идеале имеющая аксиоматическую структуру и полностью соответствующая всем...
-
Возникновение и развитие теории - Основы научных исследований
Возникновение теории является завершающим этапом некоторой стадии развития научной дисциплины. Начальная стадия состоит в накоплении экспериментальных...
-
Электролиз - физико-химический процесс, состоящий в выделении на Электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, который возникает...
-
Опытным путем, задолго до появления молекулярно-кинетической теории, был открыт целый ряд законов, описывающих равновесные изопроцессы в идеальном газе....
-
Изохорный процесс - Основные положения молекулярно-кинетической теории, ее опытные обоснования
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным (от греч. "хорема" - вместимость). Из уравнения состояния...
Шлакообразование - Основы теории окислительной плавки