Компонент шихты для удаления из доменной печи тугоплавкой пустой породы и золы топлива

Обновлено: 31.05.2024

Флюсы

ФЛЮСЫ, плавни, минеральные вещества, добавляемые в шихту металлургических печей для получения шлаков определенного химического состава и требуемых физических свойств. Добавка флюсов имеет своей целью, как понижение, так и повышение температуры плавления шлака. Сообразно с характером шлаков флюсы обычно делятся на кислые и основные, реже применяются флюсы глиноземистые. В исключительных случаях (например, катастрофические неполадки) приходится прибегать к сильно действующим флюсам, позволяющим получить легкоплавкие шлаки для быстрого исправления ненормальной работы печей или ненормального состояния их огнеупорной футеровки. Подобными же флюсами пользуются и систематически для получения достаточно жидкоплавких (подвижных), а, следовательно, более активных шлаков. Однако в этих случаях ограничиваются применением только весьма небольших количеств таких сильно действующих флюсов.

Флюсы в металлургии черных металлов . При металлургических процессах получения (и нагревания) черного металла (чугуна, железа и стали) обычно пользуются следующими флюсами. Кислые флюсы (кварц, кварцит, кварцевый песок, бой динасового, кремнистого кирпича, бой красного кирпича) применяются сравнительно редко и в ограниченном количестве. Это объясняется главным образом тем обстоятельством, что большинство железных руд и почти все сорта минерального горючего (кокс, антрацит) имеют кремнистую или кремнисто-глиноземную пустую породу и требуют обычно не кислого, а основного флюса. Кислый флюс вводится в шихту в виде бедных руд с кремнистой пустой породой (железистые кварциты) или кислых передельных шлаков (бессемеровский шлак, шлак сварочных печей, нагревательных колодцев и так далее). Иногда бедные кремнистые руды или передельные кислые шлаки даются в шихту одновременно с основными флюсами в целях увеличения общего количества шлака. Это делается, например, в доменном производстве при выплавке литейных чугунов для более успешного восстановления кремния при увеличенном количестве шлака. Такой же прием целесообразно применять и для наводки нового шлака в мартеновских печах. Кремнистые флюсы (кварцевый песок, молотый кварцит) часто служат также достаточно дешевым и быстродействующим средством для разжижения густых шлаков и для разъедания («стравливания») основных настылей и твердых образований на поду основных мартеновских печей или в горне (в шахте) печей доменных. В этих случаях пользоваться кислым флюсом следует с большой осторожностью (во избежание разъедания стен и пода печи). Кислым же флюсом (кварцевым песком) обычно пользуются для легкого удаления окалины в виде жидкого шлака из нагревательных колодцев и сварочных печей в том случае, если работа на «сухой подине» (сделанной из магнезитового кирпича или талькового камня) считается менее удобной.

Глиноземистые флюсы применяются еще реже, чем флюсы кислые. Это происходит не только потому, что чистые глиноземистые флюсы, например, бокситы, довольно редки и достаточно дороги, но и потому, что в большинстве случаев практики естественное содержание глинозема в шлаках получается вполне достаточным с точки зрения их физических качеств. С химической же точки зрения содержанию глинозема в шлаках обычно не придается большого значения. Практически в качестве глиноземистых флюсов приходится применять бой шамотного кирпича или глину. Это приводит к тому, что вместе с глиноземом вводится значительное количество кремнекислоты, т. е. дается кремнисто-глиноземистый флюс. Несмотря на кажущуюся нерациональность добавки таких флюсов применение их в некоторых случаях вполне оправдывается. Так, при работе древесноугольных доменных печей на рудах с сильно магнезиальной пустой породой добавка глины или глинистого сланца дает возможность получить вполне нормальный по жидкоплавкости шлак (прежняя работа доменных печей на штирийской руде, современная работа Забайкальского Петровского завода на рудах Балягинского месторождения). Глиноземистые флюсы оказывают весьма благотворное влияние и на свойства шлаков сталеделательных производств. Этим иногда пользуются при работе в тиглях, в кислых мартеновских печах и в печах электрических. Добавку глиноземистых материалов одновременно с основными флюсами следует считать вполне рациональной мерой для наводки конечных шлаков в основных мартеновских и электрических печах. Такая добавка целесообразна во всех тех случаях, когда приходится заботиться об увеличении количества шлака для понижения концентрации тех его составных частей, которые являются слишком трудноплавкими и делают шлак слишком густым. В качестве примера можно привести шлаки основных мартеновских печей, перерабатывающих большие количества хромистых возвратов (шлаки, настыли, печные выломки и др.) или ведущих передел чугунов с высоким содержанием хрома (халиловские чугуны с 2,5—3,0% хрома). Добавка глиноземистых флюсов (боя посуды с фаянсовых фабрик) практикуется иногда и для сварочных печей (сварка мелких труб из бессемеровской полосовой заготовки на американских заводах).

Основные флюсы играют в черной металлургии значительно более важную роль. В числе последних следует отметить: известняк, известь и доломит. Расход основного флюса (известняка и извести) на современных металлургических заводах достигает огромных цифр, о чем можно судить, например, по следующим данным: на 1 т чугуна, выплавляемого в коксовых доменных печах, расходуется от 0,40 до 0,80 т известняка; на 1 т основной мартеновской стали расходуется около 0,10—0,12 т (т. е. около 10—12%) известняка, а на 1 т томасовской стали около 0,12—0,15 т (т. е. 12—15%) обожженной извести. Такое широкое применение основного флюса в черной металлургии объясняется не только тем, что кремнисто-глиноземистая пустая порода руды и зола кокса требуют значительного количества основных окислов для своей флюсовки, но и тем, что большинство производственных процессов черной металлургии имеет своей главной задачей борьбу с вредными примесями - серой и фосфором. Успешное выполнение этой задачи возможно только при условии работы на основных шлаках, для образования которых необходима добавка значительных количеств основного (известкового) флюса. В качестве основного флюса коксовой (а иногда и древесноугольной) доменной плавки обычно применяется известняк. Он д. б. достаточно дешев и чист в отношении содержания кремнекислоты, серы, фосфора, мышьяка и других примесей (содержание SiО₂ в пределах 1—3%), свободен от примазки земли и глины, достаточно прочен. Известняк применяется в дробленом виде (куски размером до 150 мм в поперечнике) с обязательным отсевом от мелочи и мусора. При коксовой доменной плавке часть известкового флюса может быть с успехом заменена доломитом, который применяется в таком же виде, как и известняк. Замена известкового флюса доломитом допускается на 1/4—1/5 (до содержания около 10% MgO в доменном шлаке) и дает улучшение физических качеств шлака (увеличение жидкоплавкости при той же температуре плавления). Это значительно облегчает работу доменной печи, особенно при достаточно вязких глиноземистых шлаках. Однако применение доломита в некоторых районах затрудняется более высокими ценами (транспорт) на доломит по сравнению с известняком. Такое неблагоприятное соотношение наблюдалось на всех наших южных заводах. Некоторые американские заводы (Пенсильвания), наоборот, имеют возможность получать доломит по очень низким ценам (доменные печи некоторых заводов построены на доломитовой скале) и широко используют эту возможность для улучшения физических свойств доменных шлаков. С этой точки зрения можно считать вполне целесообразным применение в доменных печах доломитизированных известняков , т. е. известняков, содержащих некоторое количество магнезии. Применение обожженной извести или обожженного доломита в качестве флюса доменной плавки не допускается, т. к. не м. б. оправдано никакими соображениями. В качестве суррогата основного флюса в доменных печах, чугуноплавильных вагранках и в газогенераторах, работающих с выпуском жидкого шлака, с успехом применяется основной мартеновский шлак, содержащий достаточно высокий % извести и магнезии (в сумме до 50%) при довольно значительном содержании металлических окислов (сумма окислов железа и марганца 20—25% и выше). Такой оборотный шлак является своего рода бедной железной рудой с основной пустой породой и с повышенным содержанием марганца и фосфора. Утилизация оборотного мартеновского шлака в доменном производстве повышается с каждым годом и дает значительные экономические преимущества. Сравнительно редко представляется возможность использовать в качестве основного флюса пустую породу руды или золу топлива. Однако и эти случаи встречаются в некоторых металлургических районах. Так, мощные залежи оолитовых бурых железняков «минетт», находящиеся в Эльзас-Лотарингии, Бельгии и Люксембурге, содержат сорта руды, как с кислой, так и основной пустой породой. Это позволяет вести плавку смеси этих руд без добавки флюсов (известняка) или с незначительным его количеством. Получение такой самоплавкой шихты не только устраняет затраты на покупку известняка, но значительно улучшает общие технико-производственные показатели работы доменных печей. Иногда кокс (например, в Верхней Силезии) содержит в золе значительное количество основных окислов (СаО и MgO). Зола этого кокса может считаться самоплавкой, что значительно уменьшает расход основного флюса (известняка) по сравнению с работой на обычном коксе (кремнисто-глиноземистая зола).

Расход основного флюса в доменном производстве зависит от богатства руды, состава ее пустой породы, относительного расхода кокса, содержания в нем золы, состава последней и т. д. При плавке бурых железняков Клевеленда (Англия) расход известняка доходит до 0,8—1,0 на 1 т чугуна. К основным флюсам, применяемым в сталеделательных производствах, предъявляются те же требования, как и в доменном производстве, в смысле небольшого содержания серы, фосфора, мышьяка и нерастворимого осадка (SiО₂+Al₂О₃). Но в отличие от флюса доменной плавки, известняк, идущий в мартеновские печи, не должен содержать заметных количеств магнезии (не выше 2—3% MgO), а доломит совершенно не допускается в качестве флюса мартеновского процесса, т. к. содержание магнезии в основных мартеновских шлаках достаточно высоко вследствие разъедания основной (магнезитовой или доломитовой) наварки подины и откосов печи. Вместо известняка в основной мартеновской печи частично, а в электропечах и томасовском конвертере всегда, применяется обожженная известь. Выгодность применения извести мотивируется следующими соображениями. 1) Разложение известняка требует довольно значительной затраты тепла по реакции:

СаСО₃ = СаО+СО₂ -13920 Cal.

Эту простую операцию выгоднее производить в специальной известково-обжигательной печи, а не в таком дорогом производственном агрегате, каким является мартеновская печь. 2) Реакции шлакования известняком в конце операции идут с большим поглощением тепла, требуют больше времени и сильно студят ванну, т. е. в конечном счете уменьшают производительность печи. 3) При высоких температурах мартеновского процесса углекислота, выделяющаяся при разложении известняка, может окислять примеси металла, например, углерод по реакции:

тогда как при работе с известью можно было бы ожидать протекания реакции по следующему уравнению:

т. е. с значительно меньшей затратой тепла и с большим выходом металла вследствие того, что окисление углерода идет за счет кислорода руды и сопровождается восстановлением железа (вместо 12 весовых частей углерода восстанавливается 56 весовых частей железа). Однако работа с обожженной известью также имеет свои недостатки: 1) требует установки известково-обжигательных печей, 2) вызывает необходимость иметь крытые склады и специальный подвижной ж.-д. состав, 3) удорожает значительно стоимость флюсов, что не всегда покрывается преимуществами работы на обожженной извести, 4) затрудняет хранение на складах, 5) ухудшает санитарно-гигиенические условия рабочего персонала, 6) уменьшает интенсивность перемешивания ванны при разложении («кипении») известняка. Работа в основных мартеновских печах с применением обожженной извести широко практикуется на германских заводах; на заводах США, наоборот, работа в таких печах ведется почти исключительно на сыром известняке. Исследования проведенные отдельными американскими заводами, говорят даже за то, что в условиях американской практики применение извести в мартеновских печах при работе дуплекс-процессом не дает даже увеличения производительности и представляется менее выгодным по сравнению с работой на сыром известняке. Вопрос о применении известняка или извести должен разрешаться для каждого частного случая отдельно с учетом всех местных технико-экономических условий. Однако нет никаких сомнений в том, что во второй половине процесса плавки в печь должна задаваться только обожженная известь. Возможно, что такой комбинированный метод работы с дачей сырого известняка в завалку и обожженной извести для окончательной доводки шлака может оказаться наиболее рациональным и рентабельным для большинства случаев практики.

Высказанное положение не противоречит тому факту, что в условиях американской практики при работе в кислой мартеновской печи в конце плавки иногда производят добавку сырого известняка в целях торможения кремневосстановительного процесса. Такая добавка производится в очень незначительных количествах и имеет своей целью не только уменьшить концентрацию свободной SiО₂ шлака (что можно было бы сделать и при помощи добавки СаО), но вместе с тем стремится понизить и температуру металлической ванны за счет затраты тепла на нагревание и разложение СаСО₃. Незначительная добавка основного флюса довольно существенно меняет состав кислого мартеновского шлака и обычно практикуется с таким расчетом, чтобы в шлаке содержалось 5—8% СаО. Обожженная известь для томасовского и мартеновского производств должна содержать >2—3% SiО₂, >0,2 % серы, >2—3% MgO, д. б. свежеобожженной, без пыли и мелочи, в кусках размером 75—150 мм, причем допускается недожог ее (содержание СО₂ до 2—4%). Для электропечей известь должна храниться в закрытых бункерах и подаваться к печам с возможно меньшим содержанием поглощенной из воздуха влаги.

Наиболее эффективным флюсом основного мартеновского процесса является плавиковый шпат, или фтористый кальций (CaF₂). Применение CaF₂ основано на его способности сильно увеличивать жидкоплавкость основного мартеновского шлака, а, следовательно, значительно повышать его активность и ускорять реакции взаимодействия между шлаком и металлом, например, при удалении серы в основной мартеновской печи путем реакций:

FeS+CaO = CaS+FeO + 6573 Cal,

MnS+CaO = CaS+MnO -13481 Cal.

Благотворное влияние плавикового шпата на удаление серы сказывается еще и в том, что фтор по-видимому способен давать с серой летучие соединения (предположительно SF₆) и т. о. окончательно выводить часть серы из баланса мартеновской плавки. Расход плавикового шпата в зависимости от качества получаемой стали обычно колеблется в пределах 0,1—0,4% от веса металлической садки. В особо трудных случаях работы с густыми шлаками (высокое содержание окислов хрома и т. д.) расход CaF₂ повышается до 2% и более (халиловские плавки). Как показали опыты, проделанные германскими техниками (Schleicher и другие), увеличение содержания CaF₂ в шлаке свыше 2,5 % (от веса шлака) не приносит заметной пользы, но начинает сильно сказываться на стойкости динасовой кладки стен и свода мартеновской печи, что можно объяснить образованием летучего соединения SiF₄ по следующим реакциям:

Плавиковый шпат представляет собой реагент, достаточно удобный для хранения и обращения с ним. Единственным недостатком является его сравнительная дороговизна (довоенная цена плавикового шпата, ввозимого из Англии и Богемии, была на наших заводах в пределах 35—50 коп. за пуд). Плавиковый шпат д. б. чист в отношении SiO₂ и не должен содержать включений пирита, ясно видимых невооруженным глазом. В настоящее время CaF₂ получается нашими заводами из Забайкалья. Аналогично плавиковому шпату (CaF₂) действует и хлористый кальций (СаСl₂), применение которого в сталеплавильном производстве было предложено англичанином Санитером. Однако по своим природным свойствам СаСl₂ является значительно менее удобным реагентом при высоких температурах. Применение его давало более пестрые, менее устойчивые результаты и вскоре было совсем оставлено. К сильно действующим щелочным флюсам следует отнести также целый ряд патентованных средств, известных под различными промышленными названиями и применяемых для обессеривания жидкого чугуна, выпущенного в ковш из доменной печи или чугунолитейной вагранки. В состав таких десульфаторов обычно входят: известь, плавиковый шпат, сода, иногда хлористый кальций или хлористый натрий и другие соединения, дающие очень легкоплавкий шлак, хорошо перемешивающийся с металлом и способный легко образовывать достаточно прочные соединения серы со щелочами (CaS, Na₂S и т. д.). Уже незначительное количество такого энергичного реагента (до 0,1% от веса чугуна) способствует значительному переходу серы из металла в шлак (до 35—50% и даже выше всей серы). Легкоплавкими щелочными флюсами (например, каменной солью NaCl) иногда пользуются для быстрого исправления ненормальностей работы доменных печей при загромождении горна трудноплавкими настылями. Обычно введение NaCl производилось через фурмы в очень небольших количествах при помощи специальных аппаратов путем подачи соли в струю воздуха (доменного дутья). Заметное содержание щелочей в шихте доменных и коксовальных печей действует разрушающе на огнеупорную кладку, почему и нельзя рекомендовать применение щелочных флюсов. (Na₂O и К₂О). На этом основании приходится признать нерациональным и введение NaCl в виде соленого кокса (например, при опытных плавках халиловских руд). Иногда в качестве флюсов могут применяться окислы железа и марганца, обычно служащие окислителями для примесей металлической ванны. Марганцовистая руда может с успехом применяться для получения значительных количеств сменных (спускных) марганцовистых шлаков при переделе сильно сернистых чугунов (опыты Шелгунова), а также для разъедания («травления») трудноплавких настылей в кислых (бессемеровских) ретортах и в шахтах доменных печей. В последнем случае часто пользуются марганцовистыми доменными шлаками, полученными при выплавке ферромангана. Сильножелезистые шлаки стараются получить во всех тех случаях, когда невозможно или нежелательно поднять температуру процесса. В частности добавкой небольших порций железной руды можно, так же как и добавкой извести, затормозить процесс восстановления кремния в конце кислой мартеновской плавки. Этим обстоятельством и пользуются при английском способе выплавки малоуглеродистой стали в кислых мартеновских печах.

Химически чистый известняк состоит из 56% СаО и 44% СО₂; лучшие сорта известкового флюса содержат около 1% нерастворимого остатка (SiО₂+Al₂О₃), средние до 3%, худшие до 5%. Химически чистый доломит содержит: 30,45% СаО, 21,75% MgO и 47,80% СО₂. Обычно доломиты менее чисты, чем известняки, и содержание в них ∑(SiО₂+Al₂0₃) доходит до 5% и выше. Доломиты с высоким (нормальным) содержанием магнезии (18—20% MgO) чаще идут в качестве огнеупорного материала и реже употребляются в качестве магнезиального флюса, для чего обычно употребляют доломитизированные известняки с содержанием MgO до 12—15%.

Общий расход известняка как флюса черной металлургии доходит до 50—60% от веса выплавляемого чугуна, причем около 3/4—4/5 этого количества падает на флюс для доменной плавки. Сравнительная оценка известкового флюса должна производиться в зависимости от состава того шлака, на который ведется флюсовка. Для упрощения контроля за химическим составом флюса в известняке обычно определяют только количество нерастворимого остатка R = ∑(SiО₂+Al₂О₃). Количество свободного СаСО₃ (и MgCО₃ для доменной плавки) будет определяться в зависимости от состава шлака формулой:

где К - соотношение между ∑(СаО+MgO) и ∑(SiО₂+Al₂О₃) в шлаке, R - количество нерастворимого остатка в известняке, 100/56 ≈ 1,8 - приближенное соотношение между СаСО₃ и СаО. Для доменных шлаков коксовой плавки К ≈ 1, и формула принимает вид:

СаСО₃ своб. = 100-2,8 R.

Кроме этой формулы имеются более сложные формулы для коммерческой оценки флюса.

Флюсы в металлургии цветных металлов . В качестве флюса применяются почти те же материалы, что и в металлургии черных металлов. Наиболее распространенными флюсами являются: известняк, доломит, железные руды, марганцовые руды, кварц и алюмосиликаты; кроме того в качестве флюса употребляются: плавиковый шпат, сульфиды (например, пирит), гипс и барит. Влияние кремнекислых материалов и известняка на образование шлаков см. выше. Сульфиды употребляются с целью сульфуризации, т. е. для образования штейна, во избежание перехода в шлак ценных металлов в случае руд, содержащих мало серы. Известь в металлургии цветных металлов может оказаться полезной только в специальных условиях при высоких фрахтах на флюсы. В свинцовой плавке известь (известняк) вводится, заменяя железо в шлаках по уравнению:

4FeO·2SiO₂+2PbS+2CaO+2C =2Рb+2FeS+(2CaO·SiO₂+2FeO·SiO₂ )+2СО.

Кроме того известь, являясь сильным основным флюсом, способна вытеснять из силикатов большую часть других оснований, например по реакции:

ZnО·SiО₂+Ca0 = CaО·SiO₂+ZnO.

Железные руды применяются для флюсов в виде FeO и Fe₂О₃. Закись железа (FeO) является весьма дешевым компонентом шлака, образуя жидкие и легкоплавкие шлаки, но увеличивает удельный вес шлака и переход в него Cu₂S. Железистый флюс является основанием для силикатной руды:

При восстановлении углеродом или окисью углерода окислы железа действуют в качестве осадителя по отношению к свинцу по реакциям:

Флюсующая способность железной руды тем выше, чем чище последняя. Присутствующая в руде SiО₂ не только связывает часть окиси железа, но и расходует некоторое количество СаО для образования соответствующего шлака. В качестве флюса употребляются следующие железные руды: гематит Fe₂О₃, лимонит Fe₂О₃·nH₂О и реже - сидерит FeCО₃. Целесообразность употребления Fe₃О₄ (магнитного железняка) в ряде случаев оспаривается, так как иногда затрудняет ведение процесса плавки. Окись железа (Fe₂О₃) не образует силикатов и шлакуется с образованием последних после восстановления до FeO. Если Fe₂О₃ переходит в шлак без восстановления, то шлак делается густым. С основаниями окись железа образует тяжелые по удельному весу и весьма тугоплавкие ферриты, что отзывается на свойствах шлака. Окись марганца (МnО) подобна окиси железа и замещает последнюю в шлаках в эквивалентных количествах. Шлаки, содержащие МnО и FeO, обладают большей текучестью, чем шлаки с одной FeO. Наиболее распространенным флюсом является перекись марганца (МnO₂) - пиролюзит . Окислы марганца окисляют ZnS и уменьшают растворяющую способность шлака в отношении ZnO, MgO и BaS. Гипс и барит дают серу, необходимую для образования штейна, и в то же время - СаО и ВаО, переходящие в состав шлака. Плавиковый шпат плавится при температуре 1378°С; он весьма жидок в расплавленном состоянии и растворяет тугоплавкие составные части руды. В настоящее время плавиковый шпат почти не употребляется в качестве флюса.

Справочник-экзаменатор по технологии конструкционых материалов: Учебное пособие

Учебное пособие написано для самотренинга перед рубежными контролями знаний и подготовки к сдаче экзамена или зачета по всему курсу. Приведено тестовое пространство, включающее в себя 530 вопросов, которые систематизированы по всем разделам курса. Предназначено для студентов всех специальностей, изучающих дисциплину "Материаловедение. Технология конструкционных материалов". Подготовлено на кафедре технологии материалов МГУ им. адмирала Г.И. Невельского.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

В состав шлака обычно входят: соединения пустой породы руд , окислы получаемого металла, разъеденная футеровка печи, а также соединения, вносимые флюсами или веществами, специально добавляемыми для получения шлака определенного химического состава. [16]

Количество флюсов рассчитывают исходя из химического состава пустой породы руды , золы и требований, предъявляемых к физико-химическим свойствам шлака. [17]

Флюсы вводят в шихту для образования с пустой породой руды и золой кокса, содержащих тугоплавкие оксиды кремния, алюминия и кальция, легкоплавкого жидкотекуче-го и легко отделяемого от чугуна шлака. [18]

Шлаковые расплавы образуются из компонентов шихты, окислов пустой породы руды , специально вводимых в процесс флюсов, футеровки печи, загрязнений шихты ( земля, песок), при проведении высокотемпературных термотехнологических процессов в печах и представляют ссбой сложный ссстав оксидов. [19]

Флюс добавляют в шихту доменных печей для ошлакования пустой породы руды , а также золы кокса. [20]

Флюсы загружаются в доменную печь для образования с пустой породой руды и золой кокса легкоплавкого шлака, состоящего из силикатов и алюминатов кальция и магния. [21]

Флюсы загружаются в доменную печь с целью образования с пустой породой руды и золой кокса легкоплавкого шлака, состоящего из силикатов и алюминатов кальция и магния. [22]

Распар 13 - самая широкая цилиндрическая часть печи, где плавится пустая порода руды и флюс и из них образуется шлак. [23]

Доменные флюсы - материалы, необходимые для удаления из доменной печи тугоплавкой пустой породы руды и золы топлива. Сплавляясь с флюсом, они образуют легкоплавкий сплав - доменный шлак; в расплавленном состоянии он удаляется из печи через шлаковую летку. Кроме того, флюс должен обеспечить получение шлака с необходимым химическим составом и физическими свойствами, что в значительной мере определяет состав чугуна. [24]

Флюсы применяют для получения шлаков нужной основности, так как в пустой породе руды и топливе обычно преобладает кремнезем. В некоторых случаях применяют кремнистоглиноземистые флюсы или только кремнезем. Количество флюсов рассчитывают исходя из химического состава пустой породы руды, золы и с учетом требований, предъявляемых к физико-химическим свойствам шлака. В известняке нежелательной примесью является кремнезем, так как он уменьшает флюсующую способность известняка и увеличивает количество шлака в доменной печи. [25]

Для того, чтобы вместе с образованием чугуна плавилась и так называемая пустая порода руды ( примеси), к руде прибавляют плавни - примеси, которые образуют легкоплавкие соединения - шлак. Шлак значительно легче чугуна и потому образует жидкий слой на поверхности чугуна. Если в пустой породе содержатся примеси кремнезема SiOv, прибавляют известняк, образующий с кремнеземом кремне-кальциевую соль CaSiOi. Если в пустой породе содержится известняк, то прибавляют в качестве плавня кремнезем. [26]

Самая широкая цилиндрическая часть печи - распар 5, в котором происходит плавление пустой породы руды и флюса с образованием из них шлака. [27]

Флюсами ( или плавнями) называют материалы, служащие для понижения температуры плавления пустой породы руды . Флюсы, сплавляясь с пустой породой и золой топлива, образуют шлаки. В зависимости от состава пустой породы флюсы делятся на основные - известковые или доломитные, кислые - кремнистые и глиноземистые или кремнисто-глиноземистые. [28]

Флюсом называется материал, загружаемый в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды , концентрата, золой топлива. Это соединение называют шлаком. При производстве чугуна в шлак сплавляют пустую породу руды, концентрата, топлива-кокса. При производстве стали шлак образуется из флюса, окислов, сульфидов и других соединений, образующихся при плавке. [29]

Флюсами ( или плавнями) называют материалы, вводимые в доменную шихту для перевода пустой породы руды , агломерата, золы кокса и серы в шлак определенного химического состава и текучести, что обеспечивает получение чугуна заданной марки. [30]

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Отделение пустых пород является главной целью процессов обогащения многих видов минерального сырья. Содержание пустых пород в добываемой горной массе нередко достигает десятков процентов. Отделенную от полезных ископаемых породу направляют в хвостохранилища и отвалы. [1]

Для отделения пустой породы руду подвергают тонкому измельчению и флотации с добавлением керосина. Из полученного концентрата, содержащего до 80 % серы и керосин, ее выплавляют паром под давлением до 6 am в автоклавах ( так называются аппараты, рассчитанные на работу под повышенным давлением), используя низкую температуру плавления. Керосин способствует лучшему разделению серы, опускающейся на дно, от частиц пустой породы, всплывающих наверх в водном слое. [2]

Для отделения пустой породы руду подвергают тонкому измельчению и флотации с добавлением керосина, силиката натрия и других флотореагентов. Из полученного концентрата, содержащего до 80 % серы и керосин, ее выплавляют паром под давлением до 6 - Ю5 н / м2 в автоклавах ( так называют аппараты, рассчитанные на работу под повышенным давлением), используя низкую температуру плавления. Керосин способствует лучшему разделению серы, опускающейся на дно, от частиц пустой породы, всплывающих наверх в водном слое. Ее получают также непосредственно подземной выплавкой. Для этого через одни скважины, доходящие до пласта серной руды, подают по трубам перегретую до 170 С воду, а по другим расплавленная сера поднимается на поверхность. Сера образуется также при плавке медной руды, состоящей из пирита FeS2 и содержащей немного халькопирита CuFeSa, в печи с добавлением мелкого кокса. [3]

Наряду с отделением пустой породы в этом случае решается задача выделения каждого металла в отдельный продукт, пригодный для самостоятельной металлургической переработки. Такой метод обогащения называется селективным обогащением. При обогащении руд цветных металлов часто встречаются руды очень сложного состава, из которых получают до четырех, пяти и более концентратов. [5]

Промывку применяют для отделения песчано-глпнистых пустых пород ; производится она сильной струей воды в промывочных аппаратах. [6]

После грубого размола и отделения пустой породы руду обжигают при 700 С для удаления влаги, карбонатов и орг. [7]

Предварительно руда обрабатывается для увеличения концентрации металла путем отделения пустой породы и разделения остатка на различные фракции. Последующие операции заключаются в получении соединения металла, из которого удобно выделить металл тем или иным способом. [8]

Медно-молибденовые и медно-порфировые руды после дробления и измельчения подвергают флотации для отделения пустой породы и получения коллективного сульфидного концентрата. Затем селективной флотацией с доводками получают селективные медный и молибденовый сульфидные концентраты. Коллективный концентрат содержит до 1 % молибдена и около 20 % меди. При селективной флотации сульфиды меди подавляют добавлением сульфида натрия и пропаркой паром. После этого флотируют только молибденит. Можно сначала флотировать медь, подавляя флотацию молибденита декстрином или крахмалом. [9]

Флюсами называют минеральные вещества, добавляемые в шихту доменных печей для отделения пустой породы и золы топлива. В ходе доменной плавки эти вещества образуют с пустой породой руды и золой топлива легкоплавкие соединения, называемые шлаком. Шлаки с большим содержанием SiO2 называют кислыми; имея невысокую температуру плавления, они малоподвижны и плохо вытекают из печи. [10]

При извлечении меди из сульфидных руд после первой плавки сырья с отделением пустой породы образуется штейн, состоящий из сульфидов меди и железа. При добавке к штейну кварца и продувке воздухом сульфид железа окисляется и переходит в силикат. После удаления шлака остается полусернистая медь Cu2S, имеющая в изломе серебристый белый цвет, поэтому ее называют белым металлом или белым маттом. [11]

Одной из наиболее важных стадий обработки руд является их обогащение, которое заключается в отделении пустой породы для повышения содержания в руде полезного минерала. [12]

Выплавка чугуна производится в доменных печах, где под влиянием высокой температуры идет процесс восстановления железа из бкислов и отделения пустой породы . [13]

Выплавка чугуна производится в доменных печах, где под влиянием высокой температуры идет процесс восстановления железа из его окислов и отделения пустой породы . [14]

Количество и состав сточных вод. Основная масса производственных сточных вод на обогатительных фабриках образуется в результате сгущения концентратов металлов и отделения пустой породы . [15]

Справочник-экзаменатор по технологии конструкционных материалов

Учебное пособие предназначено для студентов технических специальностей, изучающих дисциплину "Материаловедение. Технология конструкционных материалов". Предназначено для самообучения перед рубежными контролями знаний и подготовки к сдаче зачета или экзамена по всему курсу. Тестовое пространство включает в себя 530 вопросов, которые систематизированы по всем разделам курса.

Топливо для доменных печей

Топливо, используемое для доменной плавки, выполняет три основные функции:тепловую, химическую, физическую.

Топливо, используемое для доменной плавки, выполняет три основные функции:

тепловую, являясь источником тепла при разогреве шихтовых материалов до высоких температур и обеспечивая интенсивное протекание химических реакций при плавлении чугуна и шлака;
химическую, являясь основным химическим реагентом-восстановителем оксидов железа и других элементов;
физическую, обеспечивая высокую газопроницаемость столба шихты.

Необходимо отметить, что физическая функция топлива предотвращает тяжелые расстройства хода доменной плавки. Поэтому топливо должно быть твердым, кусковым материалом, создающим высокую газопроницаемость в области высоких температур и обеспечивающим условия для противотока газа и расплавленных масс металла и шлака.

Для доменного процесса требуется прочное, неспекающееся твердое топливо. Оно занимает значительный объем доменной печи и большая его часть должна сохраниться твердой, кусковой и прочной до нижней части печи.

К топливу предъявляют следующие основные требования:

высокая теплота сгорания и восстановительная способность в химических реакциях;
достаточная прочность и термостойкость, чтобы не образовывалось много мелочи при нагреве топлива и прохождении его через печь;
неспекаемость в условиях доменного процесса;
достаточная чистота по содержанию вредных примесей – серы и фосфора.

Кроме того, твердое топливо должно содержать мало золы, особенно кремнезема и глинозема, требующих применения флюсов.

Топлива естественных видов не удовлетворяют этим требованиям. Поэтому для доменной плавки приходится специально изготовлять твердое топливо – древесный уголь, кокс.

Древесный уголь

Древесный уголь практически утратил свое значение из-за низкой прочности.

Кокс является единственным видом твердого топлива для доменной плавки во всей мировой практике черной металлургии.

Исходным сырьем для получения кокса являются особые сорта каменных углей, называемых коксующимися. Подготовка углей к коксованию заключается в дроблении, обогащении для снижения зольности и усреднении.

Кокс получают сухой перегонкой каменных углей в коксовых печах, представляющих собой узкую камеру шириной около 0,5 м, высотой 4 – 5 м и длиной около 15 м, объединенных в батареи. Число печей в батарее может достигать 60 – 70 штук.

Подготовленная шихта загружается в камеру через специальные отверстия. Обогрев печи осуществляется с боков через стенки огнеупорного кирпича путем сжигания газа в обогревательных простенках.

Для повышения температуры коксования воздух, используемый для сжигания газа и газ, предварительно нагревают до 900 – 1000 °С в регенераторах, расположенных под печами. Горение газа происходит в простенке, за счет этого осуществляется нагрев стенок двух соседних камер до температуры 1350 – 1400 °С. Продукты сгорания через обводной канал попадают в другой простенок, опускаются по нему, обогревая две другие стенки камер, и, проходя через регенераторы, нагревают их и уходят в дымовую трубу. Периодически происходит смена направления движения газов. Через нагретые регенераторы попадают воздух и газ, а через остывшие – продукты сгорания.

Загруженная шихта нагревается в камерах примерно до 1000 °С. Продолжительность коксования составляет около 15 часов. Затем полученный коксовый пирог специальным выталкивателем выталкивают из печи и тушат водой или инертными газами.

В процессе коксования из 1 тонны угольной шихты получают около 700 кг кокса, 300 – 350 м3 коксового газа и около 20 кг смолы. Смола и газ являются ценным химическим сырьем, из которого производят лаки, краски, удобрения и другие продукты. Очищенный коксовый газ применяют в металлургических печах в качестве топлива.

В последнее время для экономии кокса при доменной плавке в печь вдувают природный газ, мазут, угольную пыль. Достоинством применения указанных видов топлива является то, что они способствуют улучшению процесса восстановления оксидов железа путем обогащения доменного газа реагентами-восстановителями (СО и Н2).

Флюсы

Флюсы вводят в доменную печь для перевода пустой породы рудной части шихты и золы кокса в шлак, обладающего определенными физическими свойствами.

Температура плавления оксидов, входящих в состав пустой породы руд составляет от 1700 до 2800 °С. Это значительно выше температуры шлака в доменной печи (1450 – 1600 °С). Кроме того, для обеспечения хорошей текучести некоторые оксиды необходимо нагревать значительно выше температуры плавления. Однако, при определенном соотношении оксидов, входящих в состав пустой породы (SiO2, Al2O3, CaO, MgO), образуются легкоплавкие соединения, которые имеют температуру плавления около 1300 °С и характеризуются хорошей текучестью при 1450 – 1600 °С.

Для удаления серы из металла необходимо, чтобы шлаки, получаемые в доменной печи, содержали определенное количество основных оксидов (CaO и MgO). Например, необходимо, чтобы в шлаках отношение (СaO + MgO) / (SiO2 + Al2O3) составляло около 1, а отношение SiO2 / Al2O3 было равно от 2 до 4.

В зависимости от состава пустой породы руды применяются основные, кислые или глиноземистые флюсы. В большинстве случаев добываемые руды содержат пустую кислую породу и имеют приемлемое соотношение SiO2 и Al2O3. Поэтому, обычно применяют основной флюс в виде известняка, состоящего из карбоната кальция СaCO3 или доломитизированного известняка, содержащего кроме СaCO3 еще MgCO3.

В настоящее время известняк вводят при окусковании железных руд или железорудных концентратов. Это приводит к улучшению показателей доменной плавки, так как уменьшается расход тепла на процесс разложения карбонатов, который осуществляется на стадии окускования (агломерации или получении окатышей).

Читайте также: