5.4.5 Плавкість шлаку

Важливою властивістю шлаку є його плавкість, тобто кількість тепла, яку необхідно витратити на плавлення 1 кг твердого шлаку. На рис.5.5 приведені дані про плавкість шлаку в системі СаО –SiO₂- Al₂O₃. Плавкість шлаку коливається від 1470 до 1890 КДж/кг. Однак для створення нормальної текучості шлаку, що забезпечує його безперешкодний випуск із печі, потрібне визначене перегрівання цього розплаву, внаслідок потрібна додаткова витрата тепла (рис.5.6).

Ентальпія шлаку на випуску переробного чавуну складає в середньому 1720-1850 кДж/кг, у випадку ливарного чавуну 1890-2016 кДж/кг і для феросіліція 2016—2100 кДж/кг. Величина плавкості шлаку впливає на тепловий баланс нижньої частини доменної печі, на нагрів її горна.

Рис. 5.5 Плавкість шлаків (цифри біля кривих, кДж/кг) в системі СаО-SiO2 – Al2O3 за даними Г.Гау і Л.Бабю, 1904 р.	Рис. 5.6 Кількість тепла (кДж/кг шлаку), необхідна для розплавлення шлаків в системі СаО –SiO2 – Al2O3 з наступним перегріванням їх до нормальної текучості. За даними В.Г.Воскобойникова, 1951 р.

5.4.6.Сіркопоглинальна властивість шлаків

Сіркопоглинальна здатність, як і температура плавлення і в'язкість шлаку залежить від основності шлаку, що виражається відношенням суми основних оксидів до суми кислотних

О_ш= (% СаО + % MgO)/(% SiO₂ + % А1₂O₃) (5.1)

В шлаку FеО і МnО мало і у вираз основності вони не входять. При порівнянні шлаків, які містять приблизно однакову кількість А1₂О₃ характе-ристику основності спрощують відношенням:

О_ш = (% СаО + % МgО)/(% SiO₂) , (5.2)

а при постійності вмісту MgO відношенням:

О_ш = (% СаО)/(% SiO₂) (5.3)

Залежність коефіцієнту розподілу сірки між чавуном і шлаком L_s від основності шлаку носить екстремальний характер (рис. 5.7). Пояснюється це явище збільшенням в’язкості шлаку з підвищенням його основності. Тому робота печей на основних шлаках потребує додаткових витрат тепла і палива на процес.

Рис. 5.7. Залежність коефіцієнта розподілу сірки від основності шлаку СаО/SiO2 за даними 1-В.В.Михайлова; 2–В.Г.Воскобойникова

Значення (% СаО)/(% SiO₂) підтримується в наступних межах: для переробних та ливарних чавунів України 1,15-1,25, для переробних чавунів Росії 0,90-1,10, для феромарганцю всіх регіонів 1,30-1,40. Більш висока основність шлаків України пояснюється підвищеним вмістом сірки в донецькому коксі. З підвищенням основності шлаків витрата коксу зростає, а продуктивність печей знижується.

Питання з теми для самостійного вивчення та осмислення

1. Поясніть, як утворюється доменний шлак

2. Із яких компонентів складається доменний шлак?

3. Дайте характеристику первинного, проміжного і кінцевого шлаків.

4. Поясніть принцип побудови трикутної діаграми для оцінки властивостей шлаку.

5. Яке значення для доменного процесу має температура плавлення шлаку?

6. Які зміни у складі доменного шлаку приводять до зменшення його в’язкості?

7. Посніть термін «довгий» і «короткий» шлаки.

8. Від яких факторів залежить сірко поглинальна здатність шлаків?

9. Чим пояснюється зміна властивостей шлаку при збільшенні вмісту в ньому основних оксидів?