Яка роль флюсів в доменному процесі при зварюванні

Металургія – одна з найважливіших ремесел для сучасної людини. Знаючи основи і особливості цієї галузі виробництва можна отримати необхідні метали або змінити їх властивості, зварити деталі будь-якого розміру або отримати металеві сплави.

Щоб виконати якісне виготовлення, наприклад, чавуну, крім обладнання нам знадобляться вихідні матеріали і, звичайно, металургійний флюс. У цій статті ми розповімо все про промислове флюсі, розповімо про нюанси його використання і зрозуміємо, яка його роль на сучасному металургійному заводі.

Загальна інформація

Доменне виробництво – це сукупність промислових процесів, в результаті яких виготовляється чавун. Для цих цілей використовують метод відновної плавки залізної руди або її концентратів. Плавка відбувається у великій печі, званої доменної. Такий тип виробництва відноситься до чорної металургії і є однією з найважливіших галузей в сучасному виробництві.

Крім залізної руди при виробництві використовують додаткові матеріали, звані шихтою. Найчастіше це руда з марганцю, окатиші, агломерат, спеціальне пальне для печі. Найбільш поширене пальне – вугільний кокс. Іноді кокс замінюють на газове або рідке паливо, яке вдувається в верхню частину (так званий горн) доменної печі. Як захист використовують металургійний флюс. Про нього ми і поговоримо в цьому матеріалі.

різновиди флюсів

Для початку потрібно розібратися в різновидах промислового флюсу. Досвідчені майстри говорять, що металургійний флюс може бути основним, кислим і Глиноземисті. Тип флюсу вибирається виходячи зі складу порожньої породи, яку вносять в піч. У нашому випадку порожня порода – це, по суті, та ж залізна руда. У широкому сенсі порожній називають ту породу, яка не привносить в виробничий процес істотних зміни і використовується тільки в якості основи.

Найбільшого поширення набув основний металургійний флюс. Це пов’язано з тим, що порожня порода в більшості випадків вже містить кремнезем, а відношення сумарного змісту основних оксидів до сумарним вмістом кислотних має становити приблизно 0,9-1,4. Всіма цими властивостями володіє основною флюс, оскільки містить в своєму складі оксид кальцію.

У доменному виробництві в якості основного флюсу використовують вапняковий камінь. Його родовища є в багатьох країнах світу і запаси дуже великі. З хімічної точки зору вапняк – це мінерал кальциту, який синтезується природою. Чистий лабораторний кальцит наполовину складається з оксиду кальцію і на половину з діоксиду кремнію, це ідеальний металургійний флюс, але він не зустрічається в природі.

Виробництво штучного флюсу – це занадто складний і дорогий процес, тому використовується природний кальцит (він же вапняк). На відміну від чистого кальциту, вапняк містить в своєму складі домішки кремнезему, що не критично. Важливо, щоб камінь не містив фосфор. Допускається невеликий вміст сірки в межах допустимої норми.

Крім звичайного вапняку також можна використовувати доломітізірованнийвапняк або рідше доломіт. Хімічно такий камінь – це так само суміш кальциту і доломіту, але з вмістом магнію. Чим магнію більше, тим більше доломітізірованнийвапняк перетворюється в доломіт. Застосування таких каменів як флюс виправдано в разі, коли потрібно отримати чавун з підвищеною стабільністю фізико-хімічних характеристик. Для цього в шлаку потрібно підвищити вміст оксиду магнію до 5-10%, щоб при зміни температури плавлення зберегти ту саму стабільність властивостей, про яку ми писали вище.

Більшість вапняку, що видобувається на території колишнього СРСР, має білий або світло-сірий колір, але в світі трапляються й інші варіації (від бежевого до темно-сірого). Вапняк набуває більш темний колір, якщо в його складі містяться органічні речовини, або стає коричневим при підвищеному вмісті оксидів заліза.

Вапняковий камінь – це надзвичайно міцний і щільний матеріал. Перед завантаженням в піч його просівають, витягуючи дрібні фракції. Але зараз все частіше дрібна фракція використовується у виробництві, не дивлячись на свою неміцність і підвищений дроблення. Дрібну фракцію вапняку просто запускають в піч разом з агломератом і таку суміш вже можна використовувати в якості флюсу.

Не дивлячись на це, на більшості виробництв встановлений чіткий контроль розміру фракцій, потрапляє в піч. Найбільший допустимий розмір становить не більше 130 мм, а найменший до 25 мм. Навіть якщо на завод надходять більші частки, їх піддають дробленню. Адже на кар’єрних родовищах вапняку великі камені просто подрібнюють на фракції довільного розміру і транспортують в цех.

Важливо враховувати, що вапняк буває різної якості. При плавленні частина вільних оксидів кальцію і магнію, що містяться в складі, буде витрачена на шлакування власної порожньої породи, або, кажучи простіше, на освіту нерозчинного залишку, який ніяк не застосуємо при провадженні. Тому, щоб визначити якість вапняку, досить дізнатися кількість основних оксидів у складі тієї чи іншої партії флюсу. Чим їх менше, тим краще.

роль флюсів

Що таке флюс в металургії і яка його роль? Давайте звернемося до поняття флюсу в цілому. Отже, флюс – це спеціальна добавка, яка використовується при аматорської та професійної зварюванні, а також на великомасштабному виробництві. При зварюванні флюс виконує захисну функцію. Також з його допомогою формується якісний рівний шов.

Як ви розумієте, в доменному виробництві немає зварювального процесу, тому тут флюси грають дещо іншу роль. З їх допомогою можна добитися зниження температури плавлення руди і надати розплавленої масі необхідні фізико-хімічні властивості. Крім того, флюси в процесі плавки очищають чавун від зайвої кількості сірки і стабілізують роботу доменної печі.

замість висновку

Тепер ви знаєте, як і роль флюсів в доменному виробництві. Це ланцюжок виробничих етапів з безліччю нюансів, на перший погляд все може здатися чимось складним. Але знаючи, як працюють флюси в доменному процесі, можна зрозуміти і інші особливості виробництва чавуну. Діліться цим матеріалом в соціальних мережах і залишайте свої коментарі. Бажаємо успіху в роботі!

Ссылка на основную публикацию