металургійні шлаки
Склад і властивості сталеплавильних шлаків визначаються їх роллю в процесах переділу. Шлаки передають тепло від газової фази до металевої і живлять ванну металу киснем (регулюючи хід процесу в бік окислення або відновлення); захищають метал від поглинання азоту і водню і рафінують його від шкідливих домішок (сірки і фосфору); нарешті, вони повинні зводити до мінімуму чад і механічні втрати металу.
Формування шлаку і його кінцевий склад залежать від способу і характеру переділу (кислий або основний). Переділ чавуну в сталь полягає в окисленні містяться в ньому домішок. При цьому неминуче окислюється і частина заліза. Оксиди елементів, флюси і руйнується футеровка печі, з'єднуючись між собою, утворюють неметаллическую фазу -шлак.
У ньому розчиняються забруднюючі домішки шихти (пісок, глина, іржа, доменний і міксерні шлаки).
У сталеплавильних шлаках завжди є залізо у вигляді оксидів (до 24%) і в металевій формі (до 20%), а також МnО (до 11%). Наявність металу в шлаках не тільки знижує вихід стали, але і помітно ускладнює переробку шлаків.
В результаті окислення і рафінування металу, а також роз'їдання кладки в шлаках з'являються оксиди і сульфіди: SiO2. Al2 O3. СаО, МgО, Cr2 O3. Р2 ПРО5. FeО, МnО, FeS, MnS і ін.
Використання сталеплавильних шлаків для одержання будівельних матеріалів і добрив залежить від їх хімічного і мінералогічного складу і фізікомеханіческіх властивостей.
При переділі високофосфористих чавунів в шлаках міститься підвищена кількість Р2 O5. У цьому випадку критерієм основності шлаку є ставлення
При утриманні в чавуні до 0,15% Р конверторну плавку ведуть з одним шлаком і при утриманні Р від 0,15 до 0,30% працюють з двома шлаками, т. Е. З проміжним зливом шлаку в процесі продувки.
У кисневому конверторі інтенсивно окислюються домішки чавуну. Утворюється оксиди з вапном і іншими сипучими матеріалами, що завантажуються в конвертор, формують шлак. До кінця продувки ставлення СаО: 5Ю2 в шлаку> 2,5.
При випуску стали в сталерозливних ківш зливають також невелика кількість шлаку, що оберігає метал від охолодження. Що залишився шлак зливають через горловину конвертора в шлакову чашу.
Мінералогічний склад конверторних шлаків істотно відрізняється в залежності від характеру процесу. Бесемерівський шлаки складаються головним чином з β-крістобалліта і бурого скла, зустрічається родоніт МnSiO3. Томасівські шлаки включають сілікокарнотіт, Томас, нагельшмітіт, Стедієм, шпінель і двухкальціевий феррит.
Шлаки киснево-конверторного плавки представляють складний багатокомпонентний сплав, мінералогічний склад якого визначається маркою сталі, що виплавляється і, отже, хімічним складом шлаку, а також особливостями технологічного процесу.
А. В. Запольської і А. М. Черезова виконано петрографічне дослідження конверторних шлаків заводу імені Ілліча, що мають відношення СаО: $ Ю2 = = 8,3. Структура шлаку рівномірно зерниста. Виділилися в першу чергу призматичні зерна трьох- кальцієвого силікату розміром до 400 мкм по краях оточені Двухкальціевий силікатом у вигляді призматичних полісінтетіческімі сдвойніковакних зерен розміром до 100 мкм. До зерен Двухкальціевий силікату примикають округлі зерна периклаза. Проміжки між зернами периклаза, трьох- і Двухкальціевий силікату заповнені ферритной фазою.