Получение любого металла и сплава – это целый ряд сложных, взаимосвязанных процессов и этапов, включающих дополнительное использование массы вспомогательных элементов и веществ, один из которых — это флюс в металлургии. О том, что это, и для чего применяется – рассмотрим подробнее.
Флюс: что это, применение и виды
У данного термина несколько значений, но если говорить конкретно о том, что такое флюс в металлургии, то речь пойдёт о неорганических веществах, используемых в процессе получения чистых металлов и сплавов.
- Флюсовые добавки специального состава добавляются к рудам с целью облегчения отделения от пустой породы металла, а также они помогают уменьшить температуру плавления руды в основном технологическом процессе.
- Специальные металлургические флюсы добавляют при плавке металлов как примеси для того чтобы они связали, или наоборот, способствовали разложению металлического соединения и получения в итоге расплава нужного состава. Данный вид флюсов также активно влияет на физические свойства шлака и может сделать его такой степени плавкости, какая требуется по технологии.
В металлургии применяется много видов флюсов, все они подбираются под конкретные плавки, в зависимости от состава руд, свойств, а также особенностей технологического процесса. Один из самых распространенных — известняковый флюс, залежи которого в мире настолько велики, что сегодня он считается самым доступным и рациональным. Он отлично подходит для процессов с участием бокситов (алюминиевых руд), кремнезёмистых пород, применяется в доломитовых процессах. Если стоит необходимость разжижения шлаков, то в виде флюсовой добавки используют плавиковый шпат, и без него, кстати, не обходится доменный процесс получения чугуна.
Отличными рафинирующими свойствами обладают флюсовые составы с кальцием, криолитом и фторидом натрия. При плавке алюминиево-магниевых сплавов не обойтись без карналлитового флюса (смесь хлоридов калия и магния).
Какие требования предъявляются к флюсам?
Отбор флюса для металла осуществляется по его свойствам и способностям, при этом принципиальными становятся такие требования:
- самое главное – это отсутствие склонности к химическому взаимодействию с расплавленным металлом или сплавом, для которого выбрано вещество;
- не должно быть растворения как флюса в металле, так и металла под влиянием флюсовой добавки;
- флюс должен активно вступать в реакции с окислами и с прочими включениями, связывать их и легко удалять, важно также, чтобы он всегда оставался легким и довольно подвижным;
- удельный вес флюса и металла при одной и той же температуре должны существенно отличаться между собой, что обеспечит максимально хорошее разделение на фазы, причем, разница УВ должна быть значительной не только с чистым флюсом, а и с составом после растворения окислов;
- флюсовая добавка в сравнении с металлом должна быть с более низкой температурой плавления, и важно, чтобы вязкость при плавке была максимально мала (металл из такого расплавленного флюса будет удаляться проще и быстрее, сам же флюсовый слой не будет налипать на инструмент).
Что касается самого главного требования, предъявляемого к флюсам в металлургии относительно отсутствия вступления в любые химические реакции с металлом, то ему будут удовлетворять любые соли неорганических веществ, у которых упругость диссоциации на несколько порядков ниже, чем у солей обрабатываемого металла и кислоты, одноименной с анионом соли.
Ещё одно принципиально важное требование заключается в том, что флюсовые добавки не должны выделять опасных для здоровья человека веществ и загрязнять окружающую среду.
