Технически процесс поризации расплава осуществляют введением в него воды во время охлаждения. Расплав охлаждают до температуры, при которой процесс кристаллизации способствует его поризации парами воды.

Производство пористых заполнителей. Расплавы доменных шлаков

Характер структуры вспученного металлургического шлака, как показали экспериментальные исследования, можно регулировать скоростью охлаждения расплава и его газо- или перенасыщенностью, а также введением в расплав диссоциирующих, например, карбонатных порошковых добавок с целью принудительной кристаллизации расплава. В последнем случае гетерогенизация поризуемого расплава газовой фазой будет осуществляться за счет воздушных пузырьков, образующихся при барботировании воздуха через слой расплава; пузырьков газа - продукта диссоциации введенного порошка; газовых пузырьков, выделяющихся из расплава вследствие снижения растворимости в нем газа.
Параметры процесса получения и свойства шлаковой пемзы зависят от химического состава и физических свойств поризуемого расплава. Для производства шлаковой пемзы пригодны расплавы металлургических шлаков, главным образом доменных, не склонные к железистому, марганцовистому, известковому и силикатному распаду. По химическому составу могут быть рекомендованы шлаки, содержащие примерно следующие количества окислов (в %) : Si02 не менее 35, СаО не более 45, А1203 не менее 8 и не более 18, МпО и FeO в сумме не более 3. Жидкие доменные шлаки большинства заводов отвечают указанным требованиям по химическому составу. Лишь шлаки некоторых заводов Украинской ССР и Центра подвержены силикатному распаду.

По физическим свойствам расплавы доменных шлаков, для производства шлаковой пезмы, должны отвечать примерно следующим требованиям: температура расплава не менее 1250° С; температура кристаллизации - не ниже 1100° С; вязкость расплава, зависящая от его химического состава и температуры, не должна превышать 50 пз при температуре 1250° С.

Данные результатов исследований, выполненных в производственных условиях, показали, что расплавы доменных шлаков ряда заводов характеризуются следующими основными показателями их физических свойств: температура расплавов по выходе из печи 1325-1550° С; температура кристаллизации 1165-1350° С; вязкость расплавов при 1300° С от 20 до 40 из для легкоплавких расплавов; поверхностное натяжение расплавов при температуре 1250-1500° С - 0,37-0,5 н/м (1 н/м = 1000 дин/см). С повышением температуры и уменьшением содержания в шлаке А1203 вязкость расплава уменьшается и при содержании А1203 свыше 30% числовое значение поверхностного натяжения превышает 0,5 н/м.

Помимо перечисленных требований для расчета процесса получения шлаковой пемзы и выбора необходимого для этого оборудования важно также знание и таких свойств расплава, как газотворность, удельная теплоемкость, теплосодержание, теплопроводность и коэффициент термического расширения, а также, несомненно, и химический состав шлаков.
Состав и физические свойства расплавов доменных шлаков, основная масса которых получается при выплавке передельных и литейных чугунов, определяются химико-минералогическим составом пустой породы руды, золы кокса, содержанием серы в шихте, ходом процесса восстановления и др. Шлаки передельных и литейных чугунов в основном содержат следующие окислы: Si02, А1203, СаО и MgO, FeO и МпО обычно присутствуют в небольших количествах, сера содержится в виде сульфидов CaS, MnS, FeS, меньше - MgS.

В доменных шлаках основного состава преобладающими кристаллическими фазами являются ларнит (2CaO-Si02) и геленит (2СаО А1203 Si02), а кислого - псевдоволластонит (СаО Si02) и анортит (CaO-Al203-2Si02). Кроме того, в шлаках заводов Урала, Центра и Юга присутствуют также ранкинит (ЗСаО-2Si02), геленит (2 СаО А1203 Si02), акерманит (2CaO-MgO-2Si02), ольдгамит (CaS) и стекло, в состав которого входит закись марганца и железа.

Счетчик