Флюсы и отходы производства
Металлургия 2008
Флюсы вводят в доменную печь для перевода пустой породы железосодержащей шихты и золы кокса в шлак требуемого химического состава и определенными физическими свойствами.
Температура плавления окислов, входящих в состав пустой породы агломерата, окатышей или руд, а также в золу кокса (Si02 1728° С, A1203 2040° С, СаО 2570° С, MgO 2800° С), значительно выше температуры шлака в доменной печи (1450—1500° С). Для достижения хорошей текучести некоторые окислы, например Si02, необходимо нагревать выше температуры плавления. Вместе с тем при определенном соотношении указанных окислов образуются легкоплавкие составы с температурой плавления ниже 1300° С и хорошей текучестью при 1450—1500° С.
Необходимо также, чтобы шлаки, получаемые в доменной печи, содержали определенное количество основных окислов (СаО и MgO) для обеспечения требуемой обессеривающей способности.
Например, рекомендуется, чтобы в шлаках отношение (СаО + + MgO) : (Si02 + А1203) было около 1,0, а отношение Si02 : : А1203 было равным 2—4,5. Таким образом, в зависимости от состава пустой, породы руды и вида топлива нужно применять основные, кислые или глиноземистые флюсы. Добываемые руды, как правило, содержат кислую пустую породу и характеризуются приемлемым соотношением Si02 и А1203. Поэтому по технологическим причинам обычно применяют основной флюс. При выплавке чугуна на коксе в качестве флюса везде используют известняк, состоящий из карбоната кальция СаС03, или доломитизированный известняк, содержащий, кроме СаС03, еще MgC03.
До 1936—1940 гг. известняк вводили в доменную печь. В этом случае к известняку предъявляли определенные требования в отношении механической прочности и кусковатости. Теперь же известняк вводят при агломерации железных руд или железорудных концентратов. Это приводит к улучшению показателей доменной плавки и прежде всего сокращению расхода кокса, так как отпала необходимость в затрате тепла на эндотермический процесс разложения карбонатов. Известняк вводят в измельченном состоянии (размер зерен 3—0 мм), поэтому не требуются высокая механическая его прочность и кусковатость. Необходимо лишь, чтобы в известняке было немного Si02 и А1203 и отсутствовали сера и фосфор. Известняк хорошего качества содержит 52—54,5% СаО (против 56% в чистом СаС03), 0,6—1,0% Si02, 0,005—0,01% S и 0,008— 0,015% Р. В обычном известняке содержится 0,5—3% MgO, а в доломитизированном 5—10% и более.
При доменной плавке используют также некоторые отходы производства, содержащие Fe, Mn, СаО и MgO. Это — заменители железных руд и флюса. К ним относятся колошниковая пыль, сварочный шлак и окалина нагревательных печей, пиритные огарки и шлаки мартеновского производства. Наиболее широко применяют колошниковую пыль, получаемую в доменных цехах. Она состоит из мелкого агломерата или руды и кокса, уловленных при очистке газа доменных печей. В пыли содержится 40—56% Fe и 3—15% С. С целью утилизации ее добавляют в шихту к рудам или концентратам при их агломерации.