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




Шлакообразование - Основы теории окислительной плавки

Предыдущая | Следующая