A12Oj%
—
Рис.
4.26.
Совмещение
участка диаграммы состояния системы
CaQ-SiOj-AljOj
(пунктирные
линии) с диаграммой изменения вязкости
шлаков
при 1500 "С, по Мак-Кефери (сплошные
линии), Н
с/м2
10 20 30 40
Таким образом, основные шлаки, содержащие 30-40% SiO2 при 10-20% AI2O3 не являются устойчивыми (повышенная частота изотерм и изоком на диагремме); более кислые шлаки — гораздо устойчивее. Особенно повышают устойчивость нормальных и кислых шлаков добавки глинозема (тот самый AI2O3).
Еще одним из важных свойств шлака является его плавкость, то есть количество тепла, которое необходимо затратить на плавление 1 кг твердого шлака (плавкость колеблется от 1470 до 1890 кДж/кг). Для перегрева шлаков до температуры нормальной текучести требуется дополнительный расход тепла. Величина плавкости шлаков влияет на тепловой баланс нижней части доменной печи, на нагрев горна печи.
Температура шлака на выпуске служит важным технологическим показателем для персонала, обслуживающего ДП. Холодный шлак при выпуске через шлаковые летки является сигналом похолодания печи. Температура нижнего шлака, который выдается вместе с чугуном, также меняется даже в течение одного выпуска, что позволяет сделать некоторые выводы о тенденциях в изменении теплового состояния домны. Нормальная температура шлаков, например, при получении передельного чугуна, — 1500-1600 градусов, то есть обычно на 50-100 градусов выше температуры чугуна.
Количество шлака в расчете на 1 тонну чугуна колеблется от 0,3 до 1 тонны (в зависимости от металлургического района). Общая тенденция: по мере повышения содержания железа в концентратах обогащения руд в агломерате и в окатышах выход шлака неуклонно снижается. Уменьшение количестваа вязких масс в печи сопровождается улучшением ее хода, позволяет улучшить распределение и использование газов в печи, повысить форсировку хода, уменьшить затраты тепла на плавление и перегрев шлака, снизить потери тепла, уносимого большим количеством шлака на выпуске. Соответственно, все это приводит к понижению удельного расхода кокса и росту производительности ДП.
Уменьшение выхода шлака на 100 кг/т чугуна в современных условиях дает экономию кокса 20-25 кг/т чугуна и увеличивает производительность на 3-4%. Таким образом, с точки зрения технологии доменной плавки целесообразность дальнейшего снижения выхода шлака от его современного уровня (500-600 кг/т чугуна) не вызывает сомнений. Нельзя забывать и о том, что в ДП с помощью шлака осуществляется десульфурация чугуна, и исследования показывают, что при хорошей подготовки шихты полное использование десульфурационной способности шлака достигается при выходе шлака 180 кг/т чугуна. Так, с учетом возможного повышения основности шлаков, ввода в них магнезии и других технологических мер при работе на сернистом коксе (1,8-1,9%) минимально необходимое количество шлака, кажется, окажется близким к 200-200 кг/т чугуна. Переход через этот предел будет возможен лишь в случае применения внедоменной десульфурации чугуна. Необходимо также отметить, что при работе с чрезвычайно низким выходом шлака (100-150 кг/т) уменьшается тепловая инерция горна, то есть затрудняется поддержание нагрева печи на постоянном уровне.
Чрезмерно высокая основность шлаков — это вынужденная мера, которая связана с повышенной сернистостью кокса. Работа на шлаках повышенной основности отрицательно сказывается на технико-экономических показателях доменной плавки.