книги из ГПНТБ / Жило, Н. Л. Формирование и свойства доменных шлаков

Вязкость П

ние А120 3 д о 8% с целью придания устойчивых свойств шлакам доменной плавки на заводах Юга страны. Влия­ ние окиси алюминия на вязкость натуральных шлаков изучено недостаточно. Поэтому автором сделана попыт­

24,а, б). В шлаках с низким содержанием MgO при по­ ниженных температурах отрицательное влияние окиси алюминия на вязкость более ощутимо, чем при высоком содержании MgO. Наряду с этим отчетливо видно, что увеличение содержания А120 3 до 10% способствует по­ нижению температуры плавкости, а дальнейшее повы­ шение глинозема до 21,6% вызывает ее рост.

Влияние окиси магния

Влияние окиси магния на вязкость шлаков четырех­

диаграмм вязкости и плавкости натуральных шлаков (рис. 17—21) следует, что увеличение содержания MgO

мость вязкости шлаков с различным содержанием А120 3

содержания MgO от 3 до 12% заметно повышает темпе­ ратуру плавкости и незначительно понижает вязкость шлаков (рис. 25). При такой же основности в шлаках с 13% А120 3 влияние MgO на понижение вязкости уси­ ливается, а на повышение температуры плавкости шла­ ков уменьшается.

Сопоставление влияния MgO на вязкость шлаков

68

различной основности показывает, что в кислых шлаках (СаО: SiO2=0,7) окись магния оказывает большее влияние как на вязкость, так и на плавкость (рис. 25,в), чем в основных (рис. 25,г).

Влияние окиси бария

Л. И. Слепушова [60] пришла к заключению, что присутствие в шлаках с основностью 1,0—1,2 не более 8—10% ВаО не может осложнять работу доменных пе­ чей, а повышение содержания MgO позволяет иметь

69

71

70

Т а б л и ц а 10

Основность и содержание ВаО в полусинтетнческих шлаках завода ЧМЗ

Влияние закиси марганца

Наиболее систематизированное исследование влия­ ния закиси марганца на вязкость доменных шлаков выполнено С. К. Трекало [64]. Автор установил, что ос­ новное влияние закиси марганца проявляется в пониже­ нии температуры плавления шлаков и, следовательно, в расширении области температур, при которых шлаки остаются еще достаточно жидкими.

Некоторые авторы пришли к выводу, что влияние МпО на свойства шлаков намного меньше, чем счита­ лось ранее [8]. Они высказали предположение, что раз­ жижающее действие закиси марганца проявляется осо­ бо сильно в присутствии серы.

Влияние на вязкость различного содержания закиси марганца автор совместно с Г. И. Соболевым и др. [65] изучил на основе натуральных шлаков с 10% А120з при отношении СаО : Si02 в пределах 1,1—1,4. Шлаки при этом содержали 5 и 9% MgO и 0,37—2,37% МпО.

'72 /

Установлено, что увеличение содержания МпО от 0,37 до 2,37% вызывает понижение вязкости шлаков, со­ держащих 5 и 9% MgO при отношении СаО : Si02< <1,274-1,2 и при 1500—1400° С. При более высокой ос­ новности вязкость возрастает (рис. 27)7 Такая зако­ номерность влияния МпО на вязкость шлаков усилива­ ется с понижением температуры. В шлаках высокой

Вязкость

основности и также с высоким содержанием MgO добав­ ки МпО приводят к росту температуры перегиба кривых

ц — t.

Влияние МпО на температурную зависимость вяз­ кости основных низко- и высокомагнезиальных шлаков приведено на рис. 28.

Полученные данные показывают, что увеличение со­

вязкость ниже 1450° С и не изменяет ее при более высо­ ких температурах. Плавкость шлаков при этом растет. Увеличение содержания МпО до 4,5% в шлаке с основ­ ностью 1,35 (№ 6—12—4,5) при 12% MgO несколько уменьшает вязкость при температурах выше 1380° С и приводит к росту температуры перегиба кривой т] — t.

Интервал повышения вязкости высокомагнезиального шлака с 4,5% МпО становится более растянутым.

Следовательно, в основных натуральных шлаках с высоким содержанием серы увеличение количества за­ киси марганца приводит к некоторому понижению вяз-

Рнс. 28. Влияние МпО на температурную зависимость вязкости ос­

кости и вызывает рост плавкости шлаков как при низком, так и при высоком содержании MgO.

Результаты исследования влияния добавок МпО на свойства шлаков с 25 и 30% MgO при CaO:SiO2= 0,8 и 10% А120 3 показали некоторый рост плавкости и в связи с этим повышение вязкости ниже 1450° С. При вы­ соких температурах вязкость шлаков практически не изменяется при введении в них 4% МпО.

74

Таким образом, увеличение содержания закиси мар­ ганца в натуральных магнезиальных шлаках до 2,37— 5% приводит к понижению вязкости и плавкости при пониженной основности и низком содержании окиси магния и менее значительному понижению вязкости и росту плавкости высокоосновных и высокомагнезиаль­ ных шлаков.

Влияние фтористого кальция

В доменной практике известен успешный опыт рабо­ ты доменных печей на высокоосновных фторсодержащнх шлаках [66—68], однако влияние фтористого каль­ ция на свойства шлаковых расплавов изучено далеко не достаточно.

Впоследние годы появились исследования вязкости

иплавкости высокоосновных фторсодержащих домен­ ных шлаков, выполненные в ДонНИИЧМ [69, 70].

Данные о влиянии CaF2 на физические свойства вы­ сокомагнезиальных шлаков в литературе нам не встре­ чались. Единственная работа 1 в этом направлении, вы­ полненная под руководством И. П. Семика, позволила

установить, что введение более 10% CaF2 в шлак с 37% MgO, 14% А120 3 и 3% МпО при СаО : SiO2=0,5 делает его приемлемым по физическим свойствам для выплавки передельного чугуна. Однако дефицит и доро­ говизна фторсодержащих добавок не позволяют приме­ нять их в доменной плавке в столь больших коли­ чествах.

Авторы работ [65, 71] изучали влияние CaF2 на свой­ ства высокомагнезиальных шлаков. С этой целью был выбран высокомагнезиальный шлак Саткинского метал­ лургического завода, характеризующийся отношением

плавления шлаков CaF2 связывали с MgO в легкоплав­ кую эвтектическую смесь состава CaF2: MgO = 82 : 18, плавящуюся при 1350° С. В полученный расплав вводи­ ли шлак в таком количестве, чтобы получить заданный состав шлаковой смеси.

1 Дипломная работа Л. Б. Униговского, проведенная в Днепро­ петровском металлургическом институте.

Т а б л и ц а И

Химический состав шлаков Саткинского завода с добавками

MgO и CaF2, % (по массе)

При изучении влияния CaF2 на вязкость и плавкость магнезиальных шлаков отношение C aO :Si02 в исход­ ном шлаке уменьшили до 0,8, содержание А120 3 увели­ чили до 10%. При этом суммарная основность (CaO-f- +MgO) : Si02 шлака составила 1,175 (№ 2). В шлаке, принятом за исходный, постепенно увеличивали содер­ жание MgO от 15 до 30% (через каждые 5%) при сох­ ранении отношения СаО : SiO2= 0,8 и 10% А120 3 и изу­

заметно расширяют температурный интервал их текуче­ сти и делают шлаки приемлемыми для выплавки пере­ дельных чугунов, несмотря на высокое содержание MgO в их составе.

Для установления влияния фтора на физические свойства высокомагнезиальных шлаков, но с более низ­ ким отношением СаО : Si02 (0,47—0,65) изучали вяз­ кость натуральных и полусинтетических шлаков, не со­ держащих и содержащих фтор (табл. 12). При темпера­

76

отличаются плавным изменением вязкости с изменением температуры, а шлаки, не содержащие фтор, загустева­ ют, как правило, при понижении температуры. Следова-

Temepamypai °С

Рис. 29. Влияние CaF2 на температурную зависимость вязкости вы­ сокомагнезиальных шлаков СМ3 с С аО : SiO2=0,8 при различном содержании MgO:

а — 15%; 6 — 20%; в — 25%; а —30%. Цифры у кривых — номера по табл. 11

тельно, введение фтора в сравнительно небольших ко­ личествах ( ~ 1%) в высокомагнезиальные шлаки с низ­ ким отношением С аО : Si02 способствует понижению вязкости в основном при пониженных температурах.

Присутствие фтора в небольшом количестве заметно расширяет пределы текучести шлаков с 24—30% MgO

77