Знаете ли вы, что качество металла, который окружает нас повсюду - в машинах и деталях, инструментах и приборах - во многом зависит от того, из чего и как была приготовлена специальная смесь - шихта - которая пошла на его выплавку? Давайте разберемся, что же представляет собой шихта, как она готовится и для чего применяется.
Что такое шихта и для чего ее используют
Итак, что такое шихта? По определению, шихта - это смесь исходных материалов в строго определенной пропорции, которая используется в металлургии, химической промышленности и других отраслях для последующей переработки в специальных печах или реакторах при высоких температурах.
Конечная цель применения шихты - получение готовой продукции (металлов, стекла, керамики, кокса и т.д.) с заданными физико-химическими свойствами и требуемым химическим составом. То есть подбирая определенные компоненты и их соотношение в шихте, можно влиять на характеристики конечного продукта.
Шихта - это что-то вроде "рецепта" или "ингредиентов" для приготовления металлов, материалов, веществ с нужными нам свойствами.
Рассмотрим подробнее, где и с какой целью используется шихта.
- В металлургии - для выплавки чугуна, стали, цветных металлов. Состав шихты влияет на химический состав и свойства выплавляемого металла.
- В производстве стекла, фарфора, керамики - шихта определяет состав и свойства получаемого материала.
- При выработке кокса из угля - шихтование разных углей позволяет получить кокс с требуемыми свойствами.
- В химической промышленности при производстве различных веществ - подбор компонентов шихты позволяет оптимизировать процесс и выход целевого продукта.
К шихте предъявляются следующие основные требования:
- Точный расчет и дозировка компонентов для получения продукта строго определенного состава и свойств.
- Тщательное перемешивание и однородность шихты.
- Стабильность и воспроизводимость свойств шихты между различными партиями.
Состав и подготовка шихты в металлургии
Рассмотрим более подробно применение и особенности шихты в металлургическом производстве.
В состав металлургических шихт входят следующие компоненты:
- Руды, концентраты, окатыши - содержат целевые металлы.
- Металлолом, возвраты - для рециклинга и экономии сырья.
- Флюсы - для защиты металла и удаления примесей.
- Восстановители (кокс, уголь) - для восстановления металлов из руд.
- Легирующие добавки, ферросплавы - для придания нужных свойств.
В черной металлургии шихта также может включать топливо - кокс, уголь. А вот в цветной металлургии обычно обходятся без топлива в шихте.
Подготовка шихты - важный этап, от которого зависит качество конечного металла. После дозировки компоненты тщательно перемешивают и готовят однородную массу заданного состава. Перед загрузкой шихту подсушивают и брикетируют.
Рассмотрим пример приготовления шихты для выплавки конструкционной стали марки 40Г. Ее основу составляют:
| Жидкий чугун | ~30% |
| Стальной лом | ~50% |
| Железная руда | ~15% |
| Известняк, плавиковый шпат (флюсы) | ~5% |
Также вводят ферросплавы (ферромарганец, феррованадий, феррониобий) ~1-2% для легирования и придания нужных свойств стали. А окислителем служат продувка кислородом или дополнительная загрузка железной руды.
Особенности шихты для выплавки чугуна
Рассмотрим пример состава шихты, используемой в литейном производстве для выплавки чугуна.
Около 75% массы такой шихты составляет металлический лом чугунного литья. Это позволяет экономить сырье и энергию за счет рециклинга.
Еще 15-20% приходится на передельный чугун, с низким содержанием кремния (до 1,3%).
До 3-5% могут составлять различные ферросплавы (например, ферросилиций, ферромарганец, феррованадий) для легирования и регулирования свойств.
И последние порядка 5% - это флюсы, чаще всего известняк, для очистки и защиты расплава.
Требования промышленной безопасности при работе с шихтой
Работа с шихтой, ее хранение и подготовка связаны с рисками взрыва пыли, возгорания, получения травм.
Поэтому персонал должен четко соблюдать все правила техники безопасности:
- Использование средств индивидуальной защиты.
- Соблюдение правил хранения и перемещения шихты.
- Контроль запыленности воздуха.
- Защита от статического электричества.
А также регулярно проходить инструктаж и обучение по ТБ.
