Домналық балқыманың шикі материалдары

Домналық балқыма үшін темірлі-кендік материалдар (темір, марганец кендері, агломерат, жұмаршақтар), флюстер (көбнесе әктас), сондайақ отын (кокс) шикізат болады. Домна пештерінің жинақ құрамы шамамен қорытып алынатын шойынның құрамымен анықталынады, сонымен шихтада әр түрлі қатынаста әр түрлі компаненттер (сыңарлар) болуы мүмкін.

Дұрысын айтқанда шойын түзілуге қажетті темірді пешке темірлікендік материалдар (оксидтер түрінде, ал кейде металдық түрде) әкеледі. Кеннің пйдалы бөлігі болып саналатын темірлі-кен қосылыстары әрдайым балласт қосылыстармен-маңызсыз (бос) жыныспен бірге болады. Маңызсыз жыныс көбінесе кремнеземнан – SiO₂, шамалы мөлшерде глиноземнан – Al₂O₃, әктен – CaO және магнезиядан – MgO тұрады.

Темір кенінің кендік минералдар темір оксидтері, темір карбонаттары және бірнеше әр түрлі қосылыстар болып келеді. Олардың ең бастыларына жататындар:

1. Гематит – сусыз оксид, Fe₂O₃, құрамында 70% темір бар. Гематиттен түзілген кендер қызыл теміртас деп аталады, жоғары темір үлесімен, зиянды араласпалардан тазалығымен сипатталады, сонымен кендердің ең көп тараған типіне жатады.

2. Магнетит – магнитті оксид, Fe₃O₄, құрамында 72,4% темірі бар. Магнетиттен түзілген кендер магнитті теміртас деп аталады. Гематитке қарағанда олар кем таралған, құрамында жоғары мөлшерде темірі бар, тотықсызданғыштығы төмен, магниттік қасиетке ие, бірақ 570°С-ге дейін қыздырған ол қасиетінен айырылады, күкірпен бірге жиі кездеседі.

3. Сидерит – темір карбонаты, FeCo₃, құрамында 48,27% темірі бар. Сидеритпен түзілген кен шпаттық теміртас деп аталады және жоғары тотықсызданғыштыққа не, маңызсыз жыныс мөлшері жоғары болады.

Темірлі – кендік материалдарға қойылатын басты талаптарға мыналар жатады:

- темір мөлшерінің мүмкіншілігінше жоғары болуы;

- маңызсыз жыныстың құрамы өздігінен балқығыш шлак алуды қамтамасыз етуге тиісті;

- зиянды араласпалар мөлшері минимал болуға тиісті;

- мүмкіншілігінше жоғары тотықсызданғыш болу керек.

Домна пешіне флюсті енгізудің қажеттілігі, темір тотықсызданғаннан кейін қалған кеннің маңызсыз жынысы, баяу балқитын болғандықтан домна пешінде көтерілетін температурада балқи алмайды. Флюс қосу маңызсыз жыныстың балқу температурасын шұғыл төмендетеді (эвтектикалық араласпаның түзілу есебімен), ол флюспен бірге балқиды да сұйық шлак түзеді.

Домна өндірісіндегі негізді флюстің жалғыз түріне әктас жатады. Кәдімгі әктаспен қатар доломиттенген әктас та, оны қолдану шлактағы MgO – ның мөлшерін көтеру қажеттілігінен туады, кең қолданыс табады.

Флюстенген агломерат өндіру флюстің қасиеттеріне қойылатын талаптарды шұғыл өзгертті, сөйтті де берік емес, түйірлерінің өлшемі кішкентай (< 3мм) ұсатылғыш материалдарды пайдалануға мүмкіндік берді. Осыған байланысты әктасқа қойылатын шартқа сәйкес талаптар мынаған сияды:

- CaO + MgO – ның мөлшерінің төменгі шегі;

- ерімейтін қалдық (SiO₂ + Al₂O₃) мөлшері;

- фосфор мен күкірт мөлшерінің жоғарғы шегі.

Домна пешіндегі басты үдерістер – оксидтердің тотықсыздануы мен түзілген шойын шлактың балқуы – тек жетерліктей жоғары температураларды жүре алады. Мұндай температуралар отын жағып алынады. Бірақта отынның манызы мұнымен шектелмейді – көміртек және сутек тотықсыздандырғыш болады, ал отынның кеуектілігі шихта бағанасының газ өтімділігін қамтамасыз етеді.

Отынға келесі талаптар қойылады:

- майда фракцияларының болмауы;

- жоғары кеуектілік;

- жану жылулығының жоғары болуы;

- зиянды қосындылардың (S, P) мөлшерінің төмен болуы;

- күлінің төмен болуы;

- ұшпа заттарының төмен болуы;

- өзіндік құнының төмен болуы;

Бұл талаптар домна пешінде отынның тек азғана түрін қолдануды шектейді. Домна пешінде отын ретінде, қойылған талаптарға көбірек жақындайтын, көбінесе кокс қолданылады. Кейде оны жарым – жартылай табиғи газбен, мазутпен, майда көмірмен және т.б. алмастырады.

Қажет болған жағдайда домна пешінің шихтасыны, бұл материалдардан басқа, кейбір басқа материалдардың пайдалануы мүмкін: марганец кені, темір күйіндісі, металлургиялық өндірістің кейбір қалдықтары.