Металлургические флюсы

Формирование шлаков — это процесс, требующий особых материалов. Их называют флюсами.
Среди них популярны: боксит, шамотный бой, известь, плавиковый шпат, известняк. Каждый вид флюса имеет уникальные особенности. Так как они входят в состав шихты, помещенной в агрегаты для плавления стали, то они должны иметь подходящие технологические характеристики.

Боксит ускоряет образование шлаков. При этом создается необходимый уровень вязкости сырья, формируемого в мартеновских печах. Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₂ – составляющие материала. Кремнезем влияет на футеровку агрегата, снижая её стойкость. При этом объём шлака увеличивается. Оптимальное количество соединения в боксите — 10 – 12 %. Глинозем оказывает положительное воздействие на шлак. Благодаря нему достигается необходимый эффект.

При перевозке и хранении боксита важно обеспечить уровень влажности сырья, не превышающий двадцати процентов, чтобы защитить груз от непредвиденных потерь.

Перед началом использования, его нужно хорошо просушить. Необходимо тщательно провести эту процедуру, так как излишки влаги снизят полезные свойства боксита. Затем его помещают в сталеплавильную установку для увеличения скорости образования шлака.

Выделяют различные марки боксита, отличающиеся своими свойствами. К примеру, Б-6 содержит от 37 % Al₂O₃. При этом содержание серы и P₂O₃ не превышает 0,2 % и 0,6 % соответственно. SiO₂ и Al₂O₃ больше 2,1 процента.

Еще один вид флюса — это шамотный бой. Электрические сталеплавильные агрегаты — его основное место применения. В дуговых печах шамотный бой влияет на уровень вязкости шлака. Такой эффект достигается за счет отсутствия оксидов железа и воды. Однако. Содержащийся в шамотном бое кремнезём из-за своего количества может увеличить количество шлака. Кроме него, в состав флюса входит от тридцати до сорока процентов Al

2O₃ и SiO₂, менее 1 % Fe₂BO₃.

Следующий вид — известняк используется в больших объёмах. Это природный вид кальцита. Такое количество флюса при производстве продукта скрап-рудным процессом снижает температуру в режиме конвертерной плавки. При повышении температуры кальцит диссоциирует следующим образом:

 

Здесь приставлена химическая реакция, происходящая в мартеновской печи при завалке плавки. Как показано на рисунке, известняком поглощается тепло. Но наилучший эффект достигается за счет извести, так как тепловой баланс улучшается. Но известь обладает особыми свойствами, требующих больших затрат на её хранение и производство. Поэтому для мартеновских отделений, работающих в скрап-рудном режиме используют известняк. Он не требует особых условий хранения и доступен в больших количествах. Начальный период плавки отличается высоким уровнем тепла, так как факел нагревает ванну.

После того, как происходит подача известняка, температура снижается, поэтому следует принять дополнительные меры.

Содержимое ванны перемешивается с углекислым газом. Он выделяется при диссоциации кальцита. Это позволяет улучшить теплопередачу между факелом и ванной. Почти половина от общего количества кислорода используется для того, чтобы окисление произошло быстрее. Однако, известь более качественный продукт, прошедший дополнительную обработку, позволит существенно снизить затраченное время на процесс плавления. Поэтому в процессе доводки используют ее.

Еленовское и Новортоицкое месторождение обеспечивает известняком Юг Украины. Флюс, использующийся на предприятиях это региона, содержит 0,01 % фосфора, 0,04 % серы, 2 — 4 % оксида серы и алюминия и до 54 % оксида кальция. Другой вид известняка смешанный с доломитом содержит около 14 % оксида магния.

Продукт термической обработки известняка называют известью. Процесс обжига проходит в трубчатых, шахтных, а также в печах с кипящим слоем. Содержание топлива оказывает влияние на получившийся продукт. Например, при использовании сернистого кокса в извести можно обнаружить до 0,3 % серы. Такая сера слабо справляется с ролью десульфуратора. Оптимальным топливом для получения извести, с низким содержанием серы, является природный газ.

Обжиг определяет металлургические параметры извести. Если обжиг был произведен «мягким способом», при котором её быстро нагревают до максимальной температуры и быстро понижают температуру, то в ней буде больше пор и трещин. Такой флюс быстро растворяется в шлаке. Важно не допускать процесса перекристаллизации, он происходит, если известь слишком долго находится под воздействием высоких температур. Металлургические свойства такой извести оставляют желать лучшего, так как ее скорость растворения низкая.

Известь гигроскопична, уже на воздухе она поглощает влагу из атмосферы. В результате химической реакции образуется Ca(OH)₂.Такая известь не пригодна к использованию в металлургии. На диссоциацию полученного соединения уйдет больше топлива. Большое количество водорода низкое количества порошка гидроксида кальция — типичный результат использования гидратированной серы.

Чтобы этот флюс не поглощал влагу, нужно создать специальные условия. Для хранения извести подойдет бункер закрытого типа. При этом полезные свойства извести сохраняет на протяжении первых суток до подачи в сталеплавильный агрегат. Чтобы избавиться от последствий хранения извести на открытом воздухе, в металлургии применяют «недопал». Это продукт частичного обжига известняка. Его химический состав — 10 – 14 % CO

2, Ca — до 85 %, и 4 % SiO₂. Такое соотношение снижает гигроскопичность.

Оптимальный размер блока извести не должен превышать 150 мм в мартеновских печах. Конвертерный метод плавки стали требует куски размером от 10 до 50 мм. Эти размеры позволяют флюсу полностью раствориться в шлаке.

Флюорит — это природная форма существования плавикового шпата (CaF₂). Он повышает скорость растворения извести, формируя подвижный высокоосновной шлак. Такой результат достигается за счет химического состава флюса. Плавиковый шпат содержит от 90 до 95 % CaF₂ и менее 5 % SiO

2.

Однако, слабое распространение и высокая стоимость снижает круг его применения. Основной ареал применения плавикового шпата дуговые электросталеплавильные печи, при выплавке стали. В минимальных количествах его используют в производстве стали. При этом оно должно проходить кислородных конвертерах на основе двух-шлаковой технологии. Содержание флюса не должно превышать 2 % от массы металла.

Флюс в металлургии | это… Что такое Флюс в металлургии?

Толкование

Флюс в металлургии

Флюсами, или плавнями, называются примеси, прибавляемые при выплавке металлов с целью образования шлака надлежащей степени плавкости. Впрочем, часто Ф. называются также примеси, прибавленные с целью разложить то или другое металлическое соединение или растворить металл или его соединения в массе прибавленного вещества и т. д. (см. Шлаки и Шихта). Выбор Ф. зависит от рода плавки и от состава руд. Например, при руде, богатой глиноземом и кремнеземом, Ф. должен быть известковым или магнезиальным — этот случай имеет место на 9/10 всех чугуноплавильных заводов. Чистый известняк состоит из 56 % извести и 44 % угольной кислоты. Чтобы ввести в шихту 100 част. извести, надо 178,6 известняка. Конечно, можно прибавлять в печь и прямо известь, но это делается сравнительно редко. Известняки, содержащие окаменелости, иногда содержат много фосфора, что часто нежелательно; поэтому предварительный анализ известняков составляет существенную необходимость. Лучше всех мраморовидные, кристаллические известняки; мел применяется редко. Доломит, содержащий в среднем 60 % углекислого кальция и 40 % углекислого магния, находит себе также применение при плавке — он дает более легкоплавкие шлаки, чем чистый известняк. В доменном производстве главная цель применения Φ. — это связать кремнезем железной руды. Естественно, что чем меньше сам известняк содержит кремнезема, тем лучше.

Кварц и другие минералы, содержащие кремнезем, — песчаники, роговые обманки, гранаты, полевые шпаты, базальты и т. д. — применяются при рудах очень богатых основаниями. Силикаты легче чистого кварца вступают в соединения и плавятся. Плавиковый шпат действует на шлаки чрезвычайно разжижающим образом. Температура плавления шлака им также сильно понижается. Дороговизна его и разъедание им стенок печи мешают его рядовому применению. В домну плавиковый шпат вводится в случае расстройства хода печи; иногда его засаживают в какое-нибудь определенное место печи, чтобы удалить образовавшиеся там настыли. Глинистые сланцы применяются в виде Ф. при сильно известковистых рудах. Железо присаживается при плавке свинцовых, сурьмяных, ртутных руд главнейше для разложения руды: PbS + Fe = Pb + FeS. Руды мышьяка и сурьмы служат плавнями при плавке на кобальт и никель. Свинец служит для собирания золота и серебра при плавке медных руд. Металлические окислы присаживаются для различных целей: при пудлинговании — при рафинировании меди — для разделения металлов; для образования жидких шлаков — как сильные основания (плавка меди) и т. д. Шлаки того же или другого процесса служат также флюсами; действие их зависит от их состава.

А. Митинский. Δ.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. 1890—1907.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

• Флюршейм
• Апсида

Полезное

Флюс | металлургия | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

Что такое флюс? — Scientific American

• Поделиться в Facebook

• Поделиться в Twitter

• Поделиться на Reddit

• Поделиться на LinkedIn

• Поделиться по электронной почте

• Распечатать

Определение флюс — это, по Морфиту, вещество, обычно солевое, смешиваемое с другими телами, чтобы способствовать их слиянию и сделать их более растворимыми в воде и кислотах. Митчелл в своем «Руководстве по анализу» выделяет два класса флюсов — металлические и неметаллические. Под неметаллическими флюсами он помещает кремнезем, известь, магнезию, глинозем, силикаты извести и глинозема, стекло, буру, плавиковый шпат, карбонат калия, карбонат соды, селитру, поваренную соль, черный флюс и его эквиваленты, аргол, щавелевая соль (биноксаль-ат калия) и мыло. К классу металлических Htases он относит глет, керазу (карбонат свинца), стекло свинца (силикат свинца), борат свинца, сульфат свинца, оксид меди и оксиды железа. Мы не нашли этой классификации ни в одной другой работе и не видим для нее хорошего основания. Оксиды металлов встречаются в обоих классах, и многие вещества, которые можно было бы правильно рассматривать как флюсы, не перечислены. Нам кажется, что Маттиссен в своем определении сплава дал всю философию действия потоков. Он определяет сплав как затвердевший раствор одного металла в другом. Если принять это определение — а мы не видим оснований его отвергать, — то металл, образующий сплавы с более трудноплавкими сплавами, можно рассматривать как флюс. С этой точки зрения флюс представляет собой растворитель, который вместе с теплотой переводит твердое вещество в жидкое состояние. Ограничения этой статьи не позволяют привести много иллюстраций этого определения флюса, но можно упомянуть одну или две, предполагая, что флюс чаще всего вступает в химическое соединение с растворенным веществом. Использование буры в сварке железа является одним из наиболее распространенных примеров. Целью, которую нужно достичь в этом случае, является сближение поверхностей двух кусков железа настолько близко друг к другу, что когезионное притяжение может соединить их в один кусок. Это близкое сближение не может быть достигнуто до тех пор, пока окись, образующаяся в процессе нагревания, остается на поверхности железа. Присутствие буры в значительной степени предотвращает окисление, обтекая поверхности; в то же время он разжижает любой образовавшийся оксид, так что поверхности могут сближаться и может происходить сцепление. Песок используется для сварки железа с железом с той же целью. Ртуть растворяет золото даже при обычных температурах; Таким образом, использование тепла не меняет смысла действия флюсов, оно только ослабляет когезионную способность флюсуемого вещества, так что может легко проявиться растворяющее действие. Отсюда следует вывод, что при использовании флюса плавление веществ представляет собой не процесс простого сплавления, а также один из решений. БрлкмаДжфлис в Шотландии, Автор в Scotsman по поводу изготовления из местной глины пишет: Количество кирпичей, произведенных в Британии в 1802 году, составляло 714 миллионов; в 1840 г. — 1 миллиард 725 миллионов; а в 1850 г., когда пошлина была отменена, она составляла 1 5631 миллион. Количество кирпичей, производимых в Шотландии ежегодно, составляло 15 миллионов кирпичей в 1802 году и 47 миллионов в 1840 году. Следует учитывать, что количество производимых в настоящее время в Шотландии не может быть меньше 300 миллионов в год. В Шотландии имеется 123 мануфактуры по производству кирпича, черепицы и подобных изделий; и в связи с этим занято от 4000 до 5000 человек. Мануфактуры широко разбросаны по всему миру. страна, хотя самый дальний север находится в Банфе, а самая плоская часть — в JMbeBttie; летучая мышь великий 307 Многие из них находятся в Ланаркшире и Пайфшире, в графствах которых имеются ценные залежи шамотной глины. Самая обширная мануфактура находится в Гарнкиркской шамотной компании. на линии Каледонской железной дороги, примерно в шести милях к востоку от Глазго. Первоначально компания была создана для работы с углем, но, обнаружив, что на их территории существуют обширные пласты шамотной глины, они занялись производством этого материала, который теперь почти полностью занимает их внимание. Основной пласт глины составляет 7 футов. в толщину и лежит на средней глубине двадцать восемь саженей. Его качество считается равным качеству лучшей глины Stourbridge. Мануфактура занимает более шести акров земли и увенчана тридцатью высокими кирпичными дымоходами, которые придают ей необыкновенный вид. Сырье доставляется, а готовая продукция отправляется по железнодорожным ветвям, движение по которым никогда не прекращается, от одной недели до другой. Ежедневно расходуется двести бочонков глины и примерно такой же вес угля. В компании работает более 300 мужчин и мальчиков, которым помогают три паровые машины общей мощностью 150 лошадиных сил. Это не включает мощность, используемую для вывоза глины и угля из карьеров. Глина темного цвета из-за присутствия небольшого количества битуминозного вещества; но когда он удаляется под действием огня, остаются только кремнезем и глинозем, и именно присутствие этих веществ в определенных пропорциях определяет ценность глины. Глина, поступающая из карьеров, совершенно лишена связности и пластичности; а для того, чтобы привести его в рабочее состояние, его приходится очень тонко измельчать, а затем смешивать с водой. Для этого используется несколько мощных мельниц. Они состоят из больших железных роликов, которые движутся по круглому желобу и проходят по глине. Обрабатывается сразу несколько центнеров материала, причем время, в течение которого продолжается измельчение, зависит от качества изготавливаемых изделий.