|
Процесс образования шлака протекает во времени. С определенной скоростью идут процессы окисления примесей шихты (кремния, марганца, фосфора и т. д.) и образования соответствующих оксидов; продолжительны процессы прогрева и расплавления загруженных в агрегат кусков железной руды, извести и т. д.; процессам расплавления предшествуют процессы разложения карбонатов и гидратов, из которых часто состоят шлакообразую-щие материалы, и т. д. Расход шлако-образующих материалов определяют расчетом, выполняемым с учетом состава шихтовых материалов, самих шлакообразующих добавок и того шлака, который желательно получить в процессе шлакообразования.
Так, например, при расчете шихты учитывают: какое количество кремнезема образуется от окисления кремния, содержащегося в загружаемых чугуне и железном ломе, какое количество кремнезема попадает с железной рудой (Si02 входит в состав руды) и другими добавочными материалами. В результате расчетом определяется общее количество кремнезема, попавшее в агрегат за время плавки. Если к концу плавки необходимо иметь шлак определенной основности CaO/SiO2, то, установив, какое количество СаО должно быть в таком шлаке, можно рассчитать, какое количество извести (известь содержит 85—90 % СаО) или известняка (известняк содержит ~95 % СаСО3, т. е. 50-55 % СаО) необходимо ввести для получения требуемого количества СаО. Однако следует учитывать, что процесс разложения, например, известняка СаСО3 → СаО + СО2 совершается во времени. Во времени протекает и процесс расплавления и перехода в шлаковый раствор кусков извести. Поэтому, если по ходу плавки отобрать пробу шлака, состав его может отличаться от расчетного, а в пробе шлака будут присутствовать куски нерастворившейся извести.
Например, предположим, что в кислородный конвертер вместимостью 100т загрузили 24т стального лома, содержащего 0,20 % Si, и залили 76т жидкого чугуна, содержащего 0,8 % Si. В 100 т шихты содержится кремния 24-0,002 + 76*0,008 = 0,656 т. При подаче в конвертер кислородного дутья весь кремний окислится и образуется 0,656*60/28= 1,4т SiO2 (предполагаем, что других источников поступления кремнезема нет). Обычно стремятся иметь основность шлака CaO/Si02 = 3. Если в шлак перешло 1,4т SiO2 и необходимо получить основность шлака, равную 3, то в шлаке должно быть 1,4 • 3 = 4,2 т СаО. Оксид кальция СаО вводят в шлак в виде извести. Если принять, что известь содержит 85 % СаО, то для получения основности CaO/SiO2 = 3 в 100-т конвертер необходимо ввести 4,2: 0,85 = 4,94 т извести, или -50 кг извести на 1 т металла. Практически же извести загружают в конвертер почти вдвое больше (до 100 кг/т), так как не вся известь успевает за короткое время плавки раствориться в шлаке1.
1 Кроме того, часть извести, особенно пылевидной, уносится вместе с отходящими газами (из конвертеров унос иногда достигает 10-15 % от общей массы извести).
Скорость шлакообразования, т. е. скорость перехода всех составляющих шлака в жидкий гомогенный раствор, зависит от многих факторов: температуры ванны, состава первичного (образующегося в начале плавки) шлака, интенсивности перемешивания ванны, размеров кусков шлакообразующих материалов, порядка их загрузки и т. д. Производительность современных сталеплавильных агрегатов очень велика (> 500 т/ч); продолжительность собственно продувки в современном конвертере < 20 мин; на 1 т стали образуется -0,15 т шлака. Это означает, что в считанные минуты формируется шлак массой в несколько десятков тонн. Если не принять специальных мер, то может оказаться, что операция плавки закончилась, а шлак требуемого состава сформироваться не успел, вредные примеси удалены не полностью и т. д. Для ускорения шлакообразования прибегают к специальным приемам: оставляют в агрегате жидкий конечный шлак предыдущей плавки; используют предварительное смешение или спекание шлакообразующих (например, получение офлюсованной или «ожелезненной» извести); искусственно перемешивают шлак с металлом; вдувают в металл шлакообразую-щие в порошкообразном состоянии; вводят добавочные материалы, снижающие температуру плавления шлакообразующих материалов (в качестве таких добавочных материалов в основных процессах используют обычно плавиковый шпат и боксит), и т. п.
Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 138 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
АКТИВНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ ШЛАКА | | | ВСПЕНИВАНИЕ ШЛАКА |