Шлаковые системы

Шлаки сталеплавильного производства имеют сложный состав, однако для анализа свойств можно ограничиться рассмотрением диаграмм плавкости главных компонентов шлака.

На рис. 1 приведена диаграмма системы СаО-SiO₂; расплавы с содержанием 33-58% СаО имеют температуру плавления < 1600 °С.

Силикаты СаО·SiO₂ и 2СаО·SiO₂ имеют в твердом состоянии при разных температурах различные модификации, характеризующиеся различной объемной массой. Особенно большое различие (до 10%) наблюдается между модификациями 2СаО·SiO₂ . Поэтому шлаки, соответствующие этому составу, при охлаждении рассыпаются в тонкий порошок.

Рис.1. Диаграмма состояния системы SiO₂ – CaO.

На рис. 2 представлена тройная диаграмма CaO – SiO₂ – FeO. В этой системе имеются расплавы с температурой плавления 1100-1200 ^оС; например, расплавы, содержащие 45% FeO, 20% CaO и 35% SiO₂ . Однако при содержании 45-50% СаО температура плавления расплавов резко возрастает и, например, при содержании 50% СаО, 35% SiO₂, 15% FeO превышает 1600 ^оС.

Поэтому для разжижения высокоосновных шлаков в печах присаживают различные флюсы.

Рис. 2. Диаграмма состояния системы CaO – SiO₂ – FeO.

В системе СаО – Al₂O₃ – SiO₂ образуется несколько химических соединений, в том числе два тройных:

СаО – Al₂O₃ – SiO₂, содержащее 20%СаО, 37% Al₂O₃, 43% SiO₂, плавящееся при 1550 ^оС;

СаО – Al₂O₃ – SiO₂, содержащее 41%СаО, 37% Al₂O₃, 22% SiO₂, плавящееся при 1590 ^оС (рис.3).

В рассматриваемой системе имеется большая область расплавов с температурой плавления, не превышающей 1600 ^оС, что обеспечивает широкое использование шлаков на основе СаО – Al₂O₃ – SiO₂. Шлаки этой системы в случае содержания в них 48-54% СаО при остывании рассыпаются в порошок.

Рис. 3. Диаграмма состояния системы СаО – SiO₂ – Al₂O₃