Вступ
Всі процеси виробництва сталі відбуваються за участю шлакових розплавів, тому дуже важливо вивчити, знати властивості та поведінку сміття у всіх металургійних процесах, за винятком виробництва сталі. Шлак можна охарактеризувати як сплав оксидів металевих та неметалевих елементів, які утворюють хімічні сполуки та розчини. Крім того, шлак містить невелику кількість металів, сульфідів металів і газів. Таким чином, шлак є складною полікомпонентною системою, і правильний вибір шлаку та його складу в основному впливає на успіх плавлення. У металургійних установках шлак утворює легшу рідку фазу, яка знаходиться вище фази важчого металу. Основним завданням сталевого шлаку є концентрування або шляхом розчинення, або утворення сполук непотрібних компонентів із обробленого чавуну або. металобрухт.
Класифікація сталевого сміття
В даний час існують різні думки щодо класифікації сміття, і немає абсолютної міри його поділу. На практиці поділ використовували як природа, так і склад сталевого сміття. За характером ми розпізнаємо наступне сталеве сміття:
-лужна
-кислий
1.1 Лужне сміття
Лужні шлаки відносно легко кристалізуються при затвердінні. У лужному смітті можна виділити наступні мінерали:
-вільні оксиди - це ізоморфна суміш оксидів FeO, MnO, CaO та MgO
-силікати - найбільша група мінералів з найбільш типовим мінералом 2CaO.SiO2
-шпінелі - до цієї групи входять переважно хромітні та феритові залишки
-фосфориди - трапляються у смітті, багатому фосфором
-сульфіди - ця група зустрічається найменше, але вони є складними сульфідними сполуками
1.2 Кислотне сміття
Кислотні шлаки трапляються в менших масштабах при виробництві сталі, вони склоподібні і їх охолодження відбувається дуже повільно, можна отримати кристали сиропатів, напр. MnO .SiO2, 2FeO.SiO2.
2 Структурна природа розплавленого сміття
У розплавах, як і у водних розчинах, солі металів присутні не у формі нейтральних молекул, а у вигляді іонів. Це доводиться хорошою електропровідністю солей розплавлених металів. Метали та неметалеві елементи або приєднані до них елементи елементів у розплавах шлаків намагаються досягти подібної конфігурації, як найближчий інертний газ, переносячи або відключаючи електрони. Це створює позитивні катіони та негативні аніони. Ми поділяємо катіони на дві групи:
-катіони Ca2 +, Mg2 +, Fe2 + характеризуються порівняно великими розмірами, але порівняно невеликим зарядом
-катіони Si4 +, P5 +, Al3 +, які характеризуються порівняно малими розмірами та відносно великими зарядами. Ці катіони утворюють стабільно складні аніони з аніонами кисню.
Аналогічним чином можна розділити найважливіші аніони:
-прості: O2-, S-2
-стабільні комплексні аніони
-менш стабільні аніони OH1-,
Навпаки, згідно з молекулярною теорією, ідея полягає в тому, що розплавлені шлаки - це розчини основних, кислих та анфотерних оксидів, які за певних термодинамічних та кінетичних умов поєднуються між собою в більш складні системи. Всі ці реакції можна записати та термодинамічно описати. Молекулярні частинки, що містяться в шлаку, можна розділити відповідно до їх природи: