» » Процесс образования металлургического шлака при плавке
15.05.2015

Продукты плавки не находятся в твердой шихте в готовом виде — они должны образоваться при плавке из компонентов шихты. Одним из важнейших вопросов теории плавки является вопрос о том — достаточен ли нагрев исходной шихты до температуры t1 для образования жидкого шлака, если конечный готовый шлак при нагревании становится вполне жидким при такой же температуре. Практика дает на этот вопрос отрицательный ответ — температура образования шлаков из компонентов шихты всегда выше температуры .плавления готового шлака.
Механизм образования шлака из -кусков шихты протекает в две стадии. Сначала при постепенном нагреве шихты появляется жидкая фаза либо путем расплавления наиболее легкоплавкого куска шихты, либо путем образования легкоплавкого соединения при взаимодействии двух соприкасающихся разнородных кусков шихты. Затем течет процесс растворения кусков шихты в образовавшейся жидкой фазе. При образовании шлака из кусков SiO2, Аl2О3 и CaO температура образования шлака не может быть ниже температуры плавления наиболее легкоплавкой двойной эвтектики в системе SiO2—CaO—Аl2О3, хотя готовый шлак может иметь температуру плавления наиболее легкоплавкой тройной эвтектики (1165°). Это обстоятельство используют при практической работе, для понижения температуры образования шлаков из тугоплавких компонентов к шихте прибавляют небольшое количество твердого готового шлака той же плавки.
На скорость образования шлака влияют степень измельчения компонентов шихты и степень их перемешивания при составлении шихты. Чем тоньше измельчены и чем теснее перемешаны компоненты шихты, тем быстрее будет протекать их соединение в жидкий шлак и тем ниже может быть температура процесса шлакообразования. Вообще. шлакообразование из практически применяемых шихт идет при температуре более высокой, чем температура плавления готового шлака, так что шлак всегда получается в большей или меньшей степени перегретым выше своей температуры плавления. Величина этого перегрева может быть изменена путем изменения физического характера шихты (крупности кусков и степени их перемешивания).
Образование шлака из компонентов шихты сопровождается образованием химических соединений и выделением тепла. Bce выделяющееся при образовании шлака тепло называется теплотою или тепловым эффектом шлакообразования. Теплота шлакообразования — небольшая величина; она составляет несколько процентов от общего прихода тепла при проведении плавки. Эта величина может быть рассчитана по тепловым эффектам образования соответствующих химических соединений: силикатов, фосфатов, алюминатов и т. п. Указанные теплоты образования можно найти в справочниках физико-химических констант; точность указанных тепловых эффектов большей частью невелика — ошибки составляют десятки процентов, так как эти, вообще, небольшие величины определяются косвенным путем. Если шихту предварительно подвергали термической обработке (агломерации или обжигу), то часть реакций шлакообразования могла осуществиться при процессах подготовки шихты и соответствующее количество тепла выделилось при этой подготовке шихты к плавке. При расчете теплоты шлакообразования следует учитывать только теплоту образования соединений в процессе плавки.