Основность (в металлургии)

Осно́вность (индекс основности, коэффициент основности) — характеристика металлургического сырья, железной руды или металлургического шлака, показывающая соотношение масс основных оксидов к кислотным. Как правило, измеряется в долях единицы. Для железорудного сырья, подвергающегося переработке перед доменной плавкой (агломерат, окатыши, брикеты), применяют также синонимичный термин «степень офлюсования»^[1].

Классификация

Железные руды

Железные руды по величине коэффициента основности подразделяются на кислые (менее 0,7), самофлюсующиеся (0,7—1,1) и основные (более 1,1). С точки зрения качества руд, лучшими являются самофлюсующиеся руды: кислые руды по сравнению с основными требуют введения в доменную шихту повышенного количества известняка (флюса)^[2].

Окускованное сырьё

Ввод известняка и доломитизированного известняка в агломерационную шихту позволяет получать офлюсованный агломерат. Вывод известняка из доменной шихты приводит к экономии значительного количества тепла, затрачиваемого ранее на диссоциацию карбонатов, и к соответствующей экономии кокса. Экономический эффект от применения офлюсованного агломерата достигается за счёт того, что при агломерации на реакции диссоциации затрачивается тепло, выделяемое в спекаемом слое при горении гораздо более дешёвого, чем кокс, топлива (коксовая мелочь, антрацитовый штыб, тощий уголь). Применение офлюсованного агломерата позволяет улучшить шлакообразование, а также уменьшить содержание диоксида углерода в печных газах, то есть повысить их восстановительную способность и улучшить шлакообразование^[3].

Металлургические шлаки

Шлак, в котором преобладают основные оксиды (CaO, MgO, MnO, FeO), называют основным; в случае преобладания кислотных оксидов (SiO₂, Р₂O₅, TiO₂, V₂O₅) шлак называется кислым. В простейшем представлении под основностью шлака понимают отношение массовых концентраций (CaO)/(SiO₂) или в случае высоких концентраций фосфора (CaO)/(SiO₂ + Р₂O₅)^[4]. В сталеплавильном производстве используют обе группы шлаков: кислые (45—60 % SiO₂, 35—45 % (FeO + MnO) и основные (35—60 % CaO + MgO; 10—25 % FeO; 15—30 % SiO₂; 5—20 % MnO).

Какой-либо общепринятой градации шлаков в зависимости от их основности нет. Как правило, шлаки сталеплавильного производства делят на три группы:

• если (CaO)/(SiO₂) < 1,5, шлаки называют низкоосновными;
• при (CaO)/(SiO₂) = 1,6—2,5 — средний основности;
• (CaO)/(SiO₂) > 2,5 — высокоосновными.

Знание основности шлака и постоянный контроль за этим параметром очень важны, так как эта характеристика шлака обычно определяет важнейшее свойство шлака: способность извлекать из металла такие вредные примеси, как сера и фосфор, и удерживать их в шлаке^[5].

Для доменного шлака нормальной считается основность равная 1,0; шлаки с основностью более 1,0 относят к основным; с основностью менее 1,0 — к кислым^[6]. Руды с основностью равной 1,0 называют самоплавкими. Оптимальной с точки зрения обессеривающей способности является основность шлака в пределах 0,9—1,1^[7].

Основность металлургического шлака также во многом определяет минералогический состав, образующийся при охлаждении расплава. Так, например, известно, что склонность доменного шлака к стеклообразованию увеличивается с ростом его основности^[6]. Основным способом офлюсования шихты (а впоследствии — изменения основности шлака) является изменение массовой доли известняка или доломита в шихте^[7].

См. также

Кислотность

Примечания

Литература

• Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев А. Н. и др. Металлургия чугуна : Учебник для вузов / под ред. Ю. С. Юсфина. — 3-е издание, переработанное и дополненное. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. — 774 с. — 2000 экз. — ISBN 5-94628-120-8.
• Линчевский Б. В., Соболевский А. Л., Кальменев А. А. Металлургия чёрных металлов: Учебник для техникумов — 2-е издание, перераб. и дополн. — Металлургия, 1986. — 360 с. — 12700 экз.
• Бабарыкин Н. Н. Теория и технология доменного процесса. — Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ", 2009. — С. 15. — 257 с.
• Юсфин Ю. С., Базилевич Т. Н. Обжиг железорудных окатышей. — Москва: Металлургия, 1973. — 272 с.
• Базилевич С. В., Вегман Е. Ф. Агломерация. — Москва: Металлургия, 1967. — 368 с.
• Кудрин В. А. Металлургия стали: Учебник для вузов — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1989. — 560 с. — 7450 экз. — ISBN 5-229-00234-4
• Горная энциклопедия: [в 5 томах] / гл. ред. Е. А. Козловский. — М.: «Советская энциклопедия», 1985. — Т. 2. Геосферы — Кенай. — 575 с. — 56 540 экз. — ISBN 5-85270-007-X.

Эта страница в последний раз была отредактирована 5 апреля 2023 в 17:29.