Шлаковые системы

Шлаки ферросплавного и сталеплавильного произ­водства имеют сложный состав, однако для анализа свойств можно ограничиться рассмотрением диаграмм плавкости главных компонентов шлака. На рис. 12 при­ведена диаграмма системы CaO—SiO₂; расплавы с со­держанием 33—58% CaO имеют температуру плавления <1600° С. Силикаты CaO·SiO₂ и 2CaO·SiO₂ имеют в твердом состоянии при разных температурах различные модификации, характеризующиеся различной объемной массой. Особенно большое различие (до 10%) наблюда­ется между модификациями 2CaO·SiO₂. Поэтому шлаки, соответствующие этому составу, при охлаждении рас­сыпаются в тонкий порошок.

На рис. 13 представлена тройная диаграмма CaO—SiO₂—FeO. В этой системе имеются расплавы с тем­пературой плавления 1100—1200° С; например, распла­вы, содержащие 45% FeO, 20% CaO и 35% SiO₂. Однако при содержании 45—50% CaO температура плавления расплавов резко возрастает и, например, при содержании 50% CaO, 35% SiO₂ и 15% FeO превышает 1600°С. Поэтому для разжижения высокоосновных шлаков в пе­чах присаживают различные флюсы.

В системе CaO—Al₂O₃—SiO₂ образуется несколько химических соединений, в том числе два тройных: CaO·Al₂O₃·SiO₂, содержащее 20% CaO, 37% Al₂O₃ и 43% SiO₂ и плавящееся при 1550°С, а. также 2CaO·Al₂O₃·SiO₂, содержащее 41% CaO, 37% Al₂O₃ и 22% SiO₂ и плавящееся при 1590° С (рис. 14). В рассматри­ваемой системе имеется большая область расплавов с температурой плавления, не превышающей 1600° С, что обеспечивает широкое использование шлаков на основе CaO—Al₂O₃—SiO₂. Шлаки этой системы в случае содер­жания в них 48—54% СаО при остывании рассыпаются в порошок.

Для разжижения шлака, увеличения его жидкотекучести широко используется плавиковый шпат, состоящий преимущественно из CaF₂ (90—95%). Как видно из пред­ставленных диаграмм Al₂O₃—CaF₂ и  CaO—CaF₂ (рис. 15), с увеличением содержания фтористого каль­ция температура плавления двойных сплавов заметно снижается, что обеспечивает и снижение вязкости при присадке плавикового шпата.