Металлическая шихта что это
Что такое шихта — ее виды, роль в производстве, шихтарник
Шихта — это определенный набор компонентов, предназначенных для загрузки в топку домны или иного высокотемпературного оборудования с целью получения на выходе конечного продукта с определенными свойствами и химическим составом. Шихта в металлургии определяет состав и характеристики выплавляемого материала.
Само понятие «состав шихты» в промышленных масштабах носит обобщенный характер. Определяющим фактором для него служит конечный продукт металлургии. В качестве компонентов шихты могут выступать:
Флюсы применяются для защиты расплавленного металла от воздействия на него активных компонентов воздушной среды. Водород и кислород, проникающие в расплав, негативно влияют на его механические свойства, а также приводят к неоднородности химической среды в расплавленном металле. Подобное воздействие влечет за собой неравномерность показателя прочности по всей массе сплава. В качестве флюсов используют хлориды, карнолиты, фториды кальция или натрия.
Попадание шлаков в шихту происходит по причине загрязнения исходного сырья кремнеземом. Его взаимодействие в процессе плавки с чистым металлом приводит к формированию оксидов железа, которые и являются источником естественного шлака.
Виды шихт
Шихтовые материалы классифицируют в зависимости от разновидности получаемого на выходе сплава:
Компоненты, из которых формируют шихтовые материалы, оказывают прямое влияние на технические свойства конечного продукта.
Производство стали
Предназначенная для плавки стали шихта состоит из:
Шихтование требует грамотного подхода к расчетам и составлению смеси, подлежащей переработке в металлургических агрегатах. Выбор компонентов для шихты при производстве стали основан на нескольких основных правилах.
Металлошихта, полученная путем восстановления железной руды газом или углеродом, используется для получения стали с минимальным количеством примесей. Основу металлической шихты составляет твердый или жидкий чугун, а также стальной лом. При этом марка лома должна соответствовать конечному продукту. Применение большого количества жидкого чугуна предполагает добавку в качестве окислителей окатышей или железной руды.
Важным компонентом, напрямую определяющим свойства стали, является тип используемого флюса. Обычно применяется известняк (содержащий не более 2% фосфора и серы), а также шамотный бой или плавиковый шпат.
Основным условием применения известняка в качестве флюса является отсутствие в нем влаги, что представляет собой серьезную проблему из-за способности данного материала активно впитывать влагу даже при краткосрочном хранении. Стандартами предписан определенный химический состав известняка. Он примерно на 55% состоит из кальция, содержит до 3,5% оксида марганца, до 1% кремнезема, до 0,4% оксида железа, до 0,15% серы, до 0,03% фосфора.
Технология плавки стали в мартеновских печах позволяет в качестве окислителя применять не только кислород, но и руду, содержащую железо, при условии, что в ее составе отсутствует фосфор и кремнезем.
Производство чугуна
Согласно статистике почти 90% выпускаемого в нашей стране чугуна приходится на технологию с применением особых печей-вагранок. Из-за избытка газов в такой рабочей среде шихта для выплавки чугуна должна иметь определенный состав.
Основными составляющими шихты на чугунолитейном производстве являются:
Особенностью литейных чугунов служит высокое содержание (до 3,5%) кремния. На основе этого показателя происходит деление материала на марки. ГОСТ 4832-80 четко определяет химический состав литейных чугунов. Кроме кремния в них может содержаться до 1,5% марганца, до 1,2% фосфора, до 0,05% серы. Вес одной чугунной чушки не должен быть больше 25 кг для удобства их перевозки и загрузки в печь.
Передельные литейные чугуны отличаются низким (до 1,3%) содержанием кремния в своем составе. Их использование улучшает показатель жидкотекучести и прочности, снижает вероятность образования отбела на поверхности металла. Минус их применения заключается в необходимости включения в состав шихты ферросплавов.
Ферросплавы необходимы для обогащения состава сплава кремнием и марганцем. Наиболее востребованы ферросплавы марок ФС75Л и ФС45. Маркировка указывает на содержание в их составе кремния (75% и 45% соответственно, остальная часть железо).
Примерно три четверти шихт в чугунолитейном производстве составляет лом, который делится на несколько категорий согласно ГОСТ2787-75. В качестве лома предприятия используют не только собственные отходы, но и покупное вторичное сырье. К кусковому лому применяются определенные требования относительно предельного веса и габаритных размеров.
Основным топливом для печей-вагранок служит шихта с преобладанием каменноугольного литейного кокса. С учетом процентного содержания серы и показателя зольности ее делят на три типа. Важным критерием является содержание влаги (не более 5% для любой из марок). Коксовая литейная шихта обладает большим удельным весом, что положительно влияет на степень теплоотдачи.
В роли флюсов чаще всего выступает известняк, более чем на половину состоящий из оксида кальция.
Производство сплавов цветных металлов
Шихта для выплавки цветных металлов содержит:
Основной особенность выплавки цветных металлов является потребность в легировании тугоплавких металлов легкоплавкими, и наоборот.
Лидером в цветной металлургии являются бронзы, для производства которых необходимы:
Вторым по степени востребованности продуктом цветной металлургии является алюминий. Повысить показатели прочности конечного материала позволяет обогащение применяемого вторичного сырья лигатурами мелкозернистого алюминия.
Подготовка шихты для коксования
Шихтование угля предполагает собой тщательное смешивание измельченного топлива различных марок. Состав смеси определяется техническими характеристиками конечного продукта, и формируется с учетом технического анализа характеристик различных видов угля (коксуемость, спекаемость, давление распирания, конечная усадка).
На практике редко применяют строго фиксированный состав смеси. К примеру, шихтовка металлургического кокса предполагает смешивание:
Повысить спекаемость поможет ввод в качестве органической добавки каменноугольного пека.
Шихтарник
При больших объемах перерабатываемых материалов на металлургическом производстве для приемки, проверки, хранения сырья и подготовки шихты используют рудные склады.
Современное производство оснащено механизированными шихтарниками, позволяющими ускорить все этапы подготовки шихты. Готовую шихту непосредственно перед обжигом подсушивают в специальных барабанах до уровня влажности в пределах 5-6%.
Для перемещения шихты в плавильные печи применяется специальное оборудование. Загрузчик шихты представляет собой сложное аппаратное оснащение, особенности конструкции которого зависят от типа плавильного оборудования и способа загрузки шихты.
Шихта
Шихтами обычно называют исходные смеси, использующиеся в пирометаллургических или иных высокотемпературных процессах (производство стекла, цемента, некоторых керамических материалов и изделий, коксование углей). Шихта рассчитана на получение конечных продуктов с заданными физическими и химическими свойствами. Шихта загружается в агрегат либо в виде однородной смеси (порошковой, кусковой, брикетированной), приготовленной вне агрегата, либо порциями, состоящими из отдельных компонентов шихты. Шихтовые материалы перед загрузкой в агрегат обычно хранятся на шихтовых дворах или усреднительных складах.
В состав металлургических шихт обычно входят исходное или обогащённое рудное сырьё (руды, рудные концентраты и окускованное сырьё), сырьё с флюсами и оборотными материалами (так называемый возврат), пыль из улавливающих устройств, металлы (главным образом в виде лома). Шихты в чёрной металлургии (например, в доменном процессе) зачастую содержат и топливо (как правило, кокс), в то время как в цветной металлургии шихты, как правило, топлива не содержат.
Шихта для производства агломерата, как правило, состоит из руды, концентрата, твёрдого топлива, флюсов и добавок.
Типичные требования к качеству шихты определяются обеспечением стабильности и воспроизводимости результатов процесса, в котором она используется:
* постоянство химического состава;
* однородность по химическому, минералогическому и гранулометрическому составу;
* оптимальная крупность компонентов шихты;
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
5 %), кремний (до 8 %), сера (до 0,05 %), фосфор (до 0,05 %). Получают при восстановлении достаточно богатых (с высоким содержанием оксида хрома и высоким отношением оксид хрома/оксид железа) хромитовых руд (или концентратов) углеродистым восстановителем (обычно кокс). Большая часть феррохрома в мире производится в Южной Африке, Казахстане (корпорация «Казхром» группы ENRC.
металлическая шихта
Смотреть что такое «металлическая шихта» в других словарях:
Шихта — [burden; charge] смесь материалов, загруженных в металлургическую печь и другие агрегаты для получения конечных продуктов (например, металла, штейна) с заданным химическим составом, и уровнем свойств. В состав металлургической шихты входят руда,… … Энциклопедический словарь по металлургии
офлюсованная шихта — [fluxed charge] аглошихта, в состав которой введена известь для частичного или полного офлюсования SiO2 или Аl2O3; первородная шихта [virgin charge] металлическая шихта, полученная переплавом исходных материалов (руды или продуктов ее прямого… … Энциклопедический словарь по металлургии
угольная шихта — [coal blend] смесь углей разных марок в определенном соотношении для получения кокса соответствующего качества. Состав угольной шихта подбирается на основе спекании и коксуемости углей отдельных марок, технического анализа, а также с учетом… … Энциклопедический словарь по металлургии
металлизованная шихта — [metallized charge] шихта (преимущественно в виде окатышей), полученная восстановлением железной руды (концентрата, окатышей) газом или углеродом при t Энциклопедический словарь по металлургии
мартеновская шихта — [open hearth charge] шихта, для переработки в мартеновской печи; содержит, в основном, передельный чугун, лом, железную руду и флюсы; Смотри также: Шихта угольная шихта офлюсованная шихта … Энциклопедический словарь по металлургии
доменная шихта — [burden] шихта для получения чугуна или ферросплавов в доменной печи; содержит в основном железорудное сырье, кокс и флюсы; Смотри также: Шихта угольная шихта офлюсованная шихта … Энциклопедический словарь по металлургии
сталеплавильная шихта — [steelmaking charge] шихта, подлежащая переработке в сталеплавильных печах; содержит в основном передельный чугун, лом, железную руду и флюсы; Смотри также: Шихта угольная шихта офлюсованная шихта … Энциклопедический словарь по металлургии
МЕТАЛЛОЗАВАЛКА — металлическая шихта исходные металлические материалы, загружаемые в плавильную печь и подлежащие переработке в ней для получения жидкого металла. Масса металлозавалки равна массе жидкого металла с учетом потерь в плавильном агрегате … Металлургический словарь
мартеновский процесс — [open hearth process] получение стали в мартеновской печи окислительной плавкой загружаемых в печь железосодержащих материалов чугуна, сталь, лома, желеной руды и флюсов. В мартеновский процесс (в отличие от конвертерного) тепла, выделяющегося в… … Энциклопедический словарь по металлургии
Дон — I Ц. (псевдоним; настоящие имя и фамилия Цыденжап Дондупович Дондубон) [31.3(13.4). 1905, улус Аяга, ныне Бичурского аймака Бурятской АССР, 1938], бурятский советский писатель. Член КПСС с 1925. Родился в крестьянской семье. Был народным… … Большая советская энциклопедия
Металлургия — отрасль производства, которая изготавливает промышленные металлы и сплавы. Ее конечная цель — получение расплава, отвечающего требованиям государственных стандартов, как по химическому составу, так и по механическим свойствам. Процесс выплавки имеет множество особенностей, каждая из которых сильно влияет на качество продукции. Одним из таких факторов являются исходные материалы или, другими словами, шихта.
Общие сведения
Шихта представляет собой набор компонентов, которые необходимы для выплавки сплава. Шихта загружается непосредственно внутрь печного оборудования. Химический состав ее разнообразен и зависит от конкретно выплавляемого материала.
В состав шихт могут входить как чистые металлы, так и отходы производства: бракованная продукция, стружка, отливки, прибыля и литники.
Помимо этого шихта содержит флюсы и шлаки. Шлаки попадают в шихту в результате загрязнения исходных материалов, в частности кремнеземом. При плавке он взаимодействует с чистым металлом, образуя оксиды железа, что и служит причиной образования естественного шлака.
Флюсы представляют собой карнолиты, фториды и хлориды натрия или кальция. Их основное назначение в шихте — защита расплавленного металла от взаимодействия с воздушной средой. Газы, содержащиеся в воздухе, особенно водород и кислород, при попадании в расплав значительно снижают его механические свойства. Также данные процессы являются причиной неоднородности химического состава металла и, как результат, неравномерного распределения прочности по площади сплава.
Виды шихт
В зависимости от типа получаемого сплава выделяют следующие разновидности шихтовых материалов:
Разберем теперь каждый пункт более подробно.
Чугунолитейное производство
Около 90% выплавки всего чугуна в России выполняется шихтами с использованием специальных печей — вагранок. Это вносит свои коррективы в химический состав шихтовых мемориалов, т. к. в среде присутствует избыточное количество газов.
Основными материалами шихт для чугунолитейного производства являются передельные и литейные чушковые чугуны, ферросплавы, отходы собственного производства.
Химический состав литейных чугунов регламентируется ГОСТом 4832-80. Их главная особенность — это высокий процентный состав кремния (до 3,5%). В зависимости от его содержания литейные чугуны подразделяют на марки. Также данный шихтовой материал включает в себя такие элементы как марганец (до 1,5%), фосфор (до 1,2%) и серу (до 0,05%). Масса одной чушки литейного чугуна не должна превышать 25 килограмм. Делается это для удобства транспортировки и загрузки шихты в печь.
Отличием передельных чугунных шихт (ГОСТ 805-75) от литейных является пониженное количество кремния в своем химическом составе, которое не превышает 1,3%. Такие чугуны отмечаются более высоким значением жидкотекучести, прочностных свойств и меньшей вероятностью образования отбела на поверхности металла. Недостатком же будет дополнительная необходимость в использовании ферросплавов.
Основное назначение ферросплавов при производстве чугунов — доводка сплава по составу, в частности по марганцу и кремнию. Одними из наиболее распространенных марок ферросилиция являются ФС45 и ФС75Л, включающие в своем составе соответственно 45 и 75% кремния. Остальная часть приходится на железо.
Около 75% шихт при изготовлении чугунов приходится на лом, который получается в результате отходов собственного производства или закупается на стороне. Существуют специальные стандарты (ГОСТ 2787-75), регулирующие состав вторичных отходов. В зависимости от этого лом подразделяется на определенные категории, и устанавливаются допустимые габариты и масса отдельных кусков.
Для вагранок основным материалом для топлива является шихта на основе каменноугольного литейного кокса. Согласно ГОСТ 3340-71 она подразделяется на 3 вида. Главным критерием здесь служит количество серы в составе и процент зольности. Содержание влаги во всех марках кокса не должно превышать 5%.
От доменного кокса литейная коксовая шихта отличается более высоким удельным весом, что означает наличие более высокой теплотворной способности. Как правило, в качестве флюсов применяют известковые породы, на 50% процентов состоящие из оксида кальция.
Сталелитейное производство
Шихта для плавки стальных сплавов преимущественно состоит из ферросплавов, флюсов, передельного коксового чугуна и стального лома.
Существует несколько принципиальных правил, которыми руководствуются при выборе материалов шихты:
Наибольшее значение на свойства стали оказывает тип флюса. Как правило, флюсы представлены в виде известняка, плавикового шпата или шамотного боя. Наибольшее распространение в производстве получил известняк, процент содержания серы и фосфора которого не превышает 2%.
Химический состав металлургического известняка регламентирован стандартами. В него входят такие элементы как оксид кальция (до 55%), оксид марганца (до 3,5%), кремнезем (до 1%), оксид железа (до 0,4%), серы (до 0,15%) и фосфора (до 0,03%).
Использование известняка предусматривает отсутствие влаги в его составе, что является проблемой, т. к. он активно впитывает ее из окружающей среды даже при непродолжительном хранении.
При плавке стали в мартеновских печах в качестве окислителя помимо традиционного кислорода применяют железосодержащие руды, но при условии, что она не имеет кремнезема и фосфора в своем составе.
Плавка сплавов цветных металлов
Шихта для выплавки цветных металлов включает в себя первичные металлы, лом соответственного типа сплава, отходы собственного производства (литники, прибыля) и специальны лигатуры.
Главной особенностью плавки цветных металлов является необходимость легирования легкоплавких сплавов тугоплавкими материалами, и наоборот. Несоблюдение данного правила приводит легкоплавкие сплавы к перегреву, а тугоплавкие сплавы к образованию зональной ликвации.
Самыми востребованными тяжелыми сплавами в цветной металлургии являются бронзы. Для их изготовления требуется наличие следующих первичных металлов:
Лом медных сплавов также применяется как шихта при плавке бронз и латуней. На производстве он представлен в виде чушек. Основные требования к медному лому изложены в ГОСТе 614-79.
Вторым по популярности цветным сплавом является алюминий. В промышленности в качестве первичного металла используют алюминий марок А99 и А85 ГОСТ 11069-85.
Лом алюминия перед переплавкой подвергают предварительному рафинированию, т. е. введению в состав сплава лигатур мелкозернистого алюминия. Это необходимо для увеличения прочностных характеристик металла и снижения уровня химической ликвации.
Металлическая шихта что это
[burden; charge] — смесь материалов, загруж. в металлургии, печь и др. агрегаты для получ. конечных продуктов (напр., металла, штейна) с зад. химич. составом, и уровнем св-в. В состав металлургич. ш. входят руда, концентрат, флюс, кокс или уголь и оборотные материалы: пыль, шлак, съемы и др. Шихт, материалы ж.-д. транспортом подают в закрытый склад и разгружают в железобетонные отсеки, бункеры, на шихт, дворе. Ш. загруж. в агрегат либо в виде однородной смеси (порошк., куск., брикетиров.), приго-товл. вне агрегата, либо порциями, сост. из отд. компонентов ш., хранящ. на шихт, дворах:
доменная шихта [burden] — ш. для получ. чугуна или ферросплавов в дом. печи; содержит в основном железорудное сырье, кокс и флюсы;
мартеновская шихта [open-hearth charge] — ш., для перераб. в мартен, печи; содержит, в основном, перед, чугун, лом, железную руду и флюсы;
металлизованная шихта [metallized charge] — ш. (преимущ. в виде окатышей), получ. вос-становл. жел. руды (концентрата, окатышей) газом или углеродом при t 66-68 %, толщина пластич. слоя у. ш. 16—20 мм, выход летучих вещ-в 25-28 %, зольн. 
Все разделы словаря
ГОСТы Буквенные и цифровые
обозначения стали Стержневая арматура Сталь листовая Уголки Швеллеры Балки двутавровые Применение сталей Переводные таблицы весов Профнастил Аналоги сталей Словарь
Телефон в Москве:
(495) 727-07-82