Page 438 - Основы_химии

430 ДОПОЛНЕНИЯ К ГЛАВЕ XXII. [575а — 5 7 6

образие продукту и часто содействует громадной экономии расходов на топливо, пред­
ставляя простоту н совершенство уравновешенной системы. Поэтому всякие технические
производства стремятся сделаться непрерывными.
[575 а] (Дополнение A . A . Б а й к о в а . ) Состав доменных шлаков, получающихся при
выплавке чугуна, колеблется в широких пределах в зависпмости от применяемого топлива
(древесный уголь или кокс), состава руды (точнее — сопровождающей пустой породы) п
характера получаемого чугуна (белый, серый, кремнистый, марганцовистый, ферросилиций,
ферромарганец и пр.). Главными составными частями доменных шлаков являются Si0 2 ,
АЦО,, СаО, MgO; в случае получения сильно марганцовистых чугунов (ферромарганца)
в шлаках может содержаться значительное количество МпО (до 15—20%). Закись железа
FeO в нормальных шлаках почти совершенно не содержится (десятые доли процента), но
при расстройстве хода доменной печи содержание ее в шлаках может быть значительное
(сырые шлаки). Таким образом доменные шлаки представляют сложную систему кисло­
родных соединений (окислов), которые в условиях высокой температуры вступают между
собой во взаимодействие и образуют различные химические соединения; последпие в жид­
ком (расплавленном) состоянии способны безгранично растворяться друг в друге, а также
безгранично растворять свободные окислы, оставшиеся несоединенными. В результате
этого взаимодействия образуются настоящие жидкие однородные растворы (расплавленные
шлаки), температурные условия кристаллизации (затвердевания) которых зависят от их
состава и подчиняются общим законам кристаллизации растворов. В химическом отноше­
нии процесс шлакообразования есть процесс солеобразования вследствие соединения основ­
ных окислов (СаО, MgO, МпО) с кислотными (Si0 2 , А1 2 0 8 ), при чем образуются -силикаты
и алюмосиликаты; в физическом отношении шлакообразование сводится к взаимному рас­
творению образовавшихся силикатов и свободных окислов. Химические соединения, обра­
зующиеся в шлаках, могут быть двойные, т.-е. образоваввые основанием и Si0 2 , и трой­
ные, в которых находится и А1 20 8. Двойные соединения в шлаках бывают двух типов:
моносиликаты (ортосиликаты) — (Ä0) 2 Si0 2 и бисиликаты (метасилпкаты) — ДО . Si0 2 , где
ДО = СаО, MgO, МпО ; тройные силикаты известны (для шлаков) : апортит — СаО. Л1 2 0 8 . 2Si0 2
и гелленин 2CaO.Al 2 0 3 .2SiO 2 ; кроме этих соединений, может образовываться и силлиманит
Al 2 0 8 .Si0 2 . В последнее время диаграммы плавкости систем весьма подробно изучены
целым рядом исследователей (Ранкин, Райт и др.). Наиболее легкоплавкие шлаки отве­
чают тройным эвтектическим точкам.
В заводских шлаках содержание Si0 2 колеблется в пределах от 20 до 70%, А1 2 0 8 —
от 3 до 30 (и даже 36)%, СаО — от 20 до 55%- Шлаки с большим содержанием Si0 2
(и А1 2 0 8 ) называются кислыми шлаками, в случае преобладания СаО и MgO — основными
шлаками. Кислые шлакн, вообще говоря, более легкоплавки, чем основные, но в тех слу­
чаях, когда при выплавке чугуна употребляются материалы, содержащие серу, основные
шлакн являются необходимыми, так как они позволяют получать чугун с ничтожным
содержанием S вследствие того, что в этих условиях сера образует CaS, который погло­
щается основным шлаком и дает возможность получать чистые (в смысле содержания
серы) чугуны, которые только и возможно переделывать на доброкачественные железо и
сталь мартеновским и бессемеровским способами, так как при этих способах освобожде­
ние металла от серы невозможно. Это и является причиной того, что вести доменный
процесс на кислых шлаках возможно только при употреблении древесного угля (как это
имеет место на Урале); если же плавка ведется на коксе (у нас на юге европ. ч. СССР),
который всегда содержит серу (в виде FeS), то необходимо работать на сильно основных
шлаках.
Способность шлаков кристаллизоваться (правильнее, скорость кристаллизации) в силь­
ной степени зависит от состава шлака. Шлаки кислые с большим содержанием Si0 2 и
кристаллизуются очень медленно, поэтому при обычных условиях охлаждения они
А1 2 0 8
не успевают закристаллизоваться, а только загустевают и приобретают стеклообразный
вид; наоборот, основные шлаки кристаллизуются очень быстро и принимают камневидный
характер. В шлаках промежуточные процессы кристаллизации успевают произойти в боль­
шей или меньшей мере. В зависимости от всех этих явлений доменные шлаки по внеш­
нему виду различаются стекловидные, эмалевидные, фарфоровидные и камневидные (кри­
сталлические).
Зная состав и количество золы горючего (кокса), а также подмеси (пустой породы),
находящейся в руде, легко уже определить и качество и количество того плавня (флюса),
который должен быть прибавлен для образования подходящего шлака. Так как в большин­
стве железных руд пустая порода состоит из глинистых и кремнеземистых материалов,
то обыкновенно плавнем служит известняк (или доломит). (А. Райков.)
[576] Выплавка чугуна усложняется тем, что в шлаки при избытке Si0 2 легко вхо­
дят окислы железа. Чтобы железо перешло в наименьшем количестве в шлак, необходимо,
чтобы оно восстановилось раньше той температуры, при которой происходят шлаки
(около 1000°), что и достигается восстановлением руды не самим углем, а окисью угле­
рода. Понятно после этого, что по свойству шлаков можно судить о ходе всей выработки.
Подробности этого сложного и хорошо изученного дела должно искать в курсах техноло­
гии и специальной ее части — металлургии.