Присутність помітних кількостей MgO, Al 2 O 3, MnO, FeO, CaO, SiО 2 може істотно змінити властивості шлаку. Для прикладу, у таблиці 1.1 наведені хімічні склади шлаків доменних печей ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг», характерні для роботи на агломерату з криворізьких руд і привізного коксу з низьким вмістом сірки і золи. Основні технологічні властивості шлаків можуть бути розглянуті тільки при вивченні процесу їх охолодження і кристалізації. Різні шлаки володіють різною кристалізаційної здатністю.
Кислі шлаки, що містять 48-50% SiO 2 і вище, в'язки в рідкому стані і застигають, що не кристаллизуясь, в скло. Основні ж рухливі шлаки кристалізуються добре. Тому в'язкість кислих шлаків підвищується при охолодженні поступово і повільно, а шлаки стають твердими тільки
Таблиця 1.1.
Хімічні склади шлаків доменних печей
ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг»
№ Проби SiO2Al2O3CaOMnOMgOFeOCaO/SiO2139,06,3746,10,276,70,481,18237,66,7747,40,155,30,811,26330,87,345,60,295,90,721,15440,46,7544,90,176,20,321,11
після значного зниження температури. Тим часом основні шлаки, більш рухливі в рідкому стані, різко підвищують в'язкість і швидко застигають при незначному зниженні температури.
Шлаки першого типу прийнято називати «довгими», другої - «короткими» (рис. 1.3.) «Довгі» шлаки зазвичай «стійкі» по в'язкості, а «короткі» нестійкі.
Основні шлаки при перегрів вище температури ліквідусу мають низьку в'язкість, але при охолодженні нижче ликвидуса різко згущаються. Кислі шлаки, навпаки, більш в'язки, ніж основні при високій температурі, але в'язкість їх при охолодженні підвищується повільно у зв'язку з малою схильністю до кристалізації.
Рис. 1.3. Зміна в'язкості «довгих» (а) і «коротких» (б) шлаків зі зміною температури
. 3 Зміна температури кристалізації і в'язкості шлаку залежно від його хімічного состава
. 3.1 Вплив температури шлаку на його в'язкість
Властивість в'язкості, протилежне жидкотекучести, є найважливішим фізичною властивістю рідкого шлаку. Активність шлаку в більшій мірі залежить від в'язкості, яка в свою чергу є функцією хімічного складу і температури шлаку. Величину, зворотну в'язкості, називають плинністю. Одиниці динамічної в'язкості присвоєно назву пуаз (має розмірність г/см сек). Значення в'язкості в технічних одиницях наступні: 1 техн. од. в'язкості=1 кг сек/м 2=98,1 пз. З підвищенням температури в'язкість шлаків зменшується, а плинність, навпаки, збільшується. Ранні шлаки зазвичай гетерогенни і, отже, мають підвищену в'язкістю. Шлаки володіють в 10-150 разів більшою в'язкістю, ніж метал.
В'язкість визначена внутрішнім тертям, що виникають між окремими шарами рідини, що переміщаються з різними швидкостями. В'язкість вимірюється різними способами. В даний час для вимірювань в'язкості шлаків служать електровібраціонний віскозиметр і електровіскозметр.
Поняття в'язкості припускає, що рідина є гомогенне речовина, що володіє внутрішнім тертям між рухомими молекулами. Таким чином, в'язкість кислих гомогенних шлаків є дійсна в'язкість. В'язкість же основних шлаків - дійсна тільки при температурах вище затвердіння. Розглянемо зміну в'язкості різних шлаків із зміною їх температури і складу. Кислі шлаки «довгі», більш в'язкі в розплавленому стані в порівнянні з основними «короткими». Ця суттєва різниця видна на рис. 1.4.
При основному шлаку допустити в'язкість навіть 8-10 пз можна, тому що при самому незначному зміні температури його в'язкість різко зростає і може досягти таких значень, при яких шлак не тектиме.
Рис. 1.4. Залежність в'язкості шлаків від температури:
- кислих; 2 - основних
Примітно також, що поняття «основний» шлак і «кислий» шлак дуже умовні, і для кожних конкретних шихтових умов один і той же хімічний склад шлаку може бути кислим або основним. Приміром шлак, основностью 1,05 од. на металургійних комбінатах Сибіру - це «основний» шлак, в той час, як для шихтових умов Кривбасу - це шлак «кислий». У зв'язку з цим, питання вибору складу шлаку, що забезпечує оптимальну в'язкість, флюсу та серопоглотітельную здатності є надзвичайно важливим для кожного металургійного підприємства.
. 3.2 Аналіз впливу складу шлаків на їх в'язкість
На в'язкість шлаків сильно впливає їх хімічний склад. Одні окисли роблять його більш жідкоподвіжностью (FeO, MnO), інші можуть призвести до різкого загустеванию шлаків і порушити хід печі. Остаточне значення в'язкості конкретного шлаку формується при певному співвідношенні всіх...
