Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Химические свойства шлаков - основность, окисленность шлака

Среди химических свойств шлака наиболее важное значение для развития сталеплавильных процессов имеют основность и окислительная способность шлака.

Основность шлака, определяющая избыток основных окислов над кислотными и имеющая смысл лишь для основных шлаков, характеризует способность шлака поглощать из металла серу и фосфор.

Предложено несколько выражений основности шлака. Простейшим из них является отношение массовых концентраций окиси кальция и кремнезема (% CaO)/(% SiO2). Выраженная таким образом основность при всей простоте этого выражения довольно определенно характеризует химические свойства шлака, так как окись кальция наиболее сильный основной окисел, а кремнезем, обладая в шлаке отчетливо выраженными кислотными свойствами, среди кислых окислов существенно преобладает количественно.

Выражение основности шлака через отношение (% CaO)/(% SiO2) нашло широкое применение в практике сталеплавильного производства. Оно оказывается часто достаточным и при выполнении исследовательских работ.

Предложены также выражения основности шлака с учетом содержания пятиокиси фосфора, обладающей резко выраженными кислотными свойствами шлака. Эти выражения, однако, условны, так как основаны на предположении об образовании прочных и совсем недиссоциированных молекул силикатов и фосфатов. Для процессов металлургии стали они не имеют особого значения, так как шлаки электроплавки содержат мало P2O5 даже в окислительный период.

Основность шлака
Рисунок 1. Влияние основности шлака на коэффициент распределения вольфрама между металлом и шлаком

С позиций современных представлений об ионной структуре жидких шлаков такое химическое свойство шлака как основность, следует выражать через концентрацию ионов кислорода. Однако приведенное выше уравнение для определения концентрации кислорода условно, так как оно применимо лишь в случае, когда в шлаке не образуется значительное число сложных комплексных анионов, т.е. для «совершенных ионных растворов».

Химические свойства шлака - окислительная способность

. Окислительная способность шлака характеризует скорость передачи кислорода металлу и соответственно скорость и возможную степень окисления примесей металлической ванны печи.

В равновесии с основным шлаком содержание кислорода в жидком железе зависит от состава шлака, причем кривые постоянного содержания кислорода повторяют кривые изоактивности (постоянной активности) закиси железа.

Линии изоактивностей закиси железа, не параллельны стороне (CaO + MgO)—(SiО2), т. е. эти изоактивности не постоянны при постоянном содержании (FeO). Для принятого содержания закиси железа в шлаке ее активность изменяется, достигая максимума при составах шлака, отвечающих образованию ортосиликата (Ca, Mg)2SiО4. Это соответствует основности, равной 2, при выражении ее в виде (CaO + MgО)/(SiО2). При увеличении или уменьшении основности активность закиси железа понижается вследствие повышения энергии связи ее с расплавом. При высокой основности шлака это является, по-видимому, результатом образования группировок типа феррита кальция (2CaO • Fe2О3), а при низкой основности — группировок типа силикатов.

Лишь для кислых шлаков, содержащих около 40% и более SiO2 и до 10% FeO, линии изоактивности закиси железа почти параллельны. Следовательно, при расчете распределения кислорода между металлом и кислым шлаком можно пользоваться концентрациями закиси железа в шлаке, а не активностями.

Источник [4] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Физико-химические основы плавки стали
Вернуться на главную: Черная металлургия