Шихта - понятие многогранное. Этот термин имеет разные значения в зависимости от области применения. Давайте разберемся, что же на самом деле такое шихта и зачем она нужна в промышленности.
1. Определение и назначение шихты в металлургии
В металлургии под шихтой понимают смесь различных материалов в определенной пропорции. Она предназначена для загрузки в плавильные печи или иное высокотемпературное оборудование с целью получения металла заданного химического состава и свойств.
Шихта - это комплекс минералов, загружаемых внутрь доменной печи или иного высокотемпературного оборудования с целью получения на выходе конечного продукта с определенными свойствами и химическим составом.
Основное назначение шихты - это обеспечить воспроизводимость и стабильность металлургического процесса. Благодаря тщательному подбору исходных компонентов можно получать плавку за плавкой металл с постоянными характеристиками.
Шихту используют при выплавке:
- Чугуна
- Стали
- Цветных металлов (медь, алюминий, цинк и др.)
- Ферросплавов
По сравнению с загрузкой отдельных компонентов применение заранее подготовленной шихты дает ряд преимуществ:
- Стабильность состава и свойств выплавляемого металла
- Сокращение времени плавки за счет оптимизации пропорций
- Улучшение технико-экономических показателей процесса
2. Состав шихты для металлургических печей
Состав шихты может варьироваться в зависимости от вида выплавляемого металла, однако в целом в нее входят следующие элементы:
- Рудное сырье (руда, концентраты, окатыши и т.д.)
- Возврат (шлаки, пыли)
- Металлолом
- Топливо (кокс, уголь)
- Флюсы
Для черной металлургии характерно наличие топлива в шихте, тогда как в цветной - его обычно нет. К примеру, классическая шихта для выплавки стали в доменной печи состоит из:
| Железная руда | 70-75% |
| Кокс | 20-25% |
| Известняк | 5-10% |
Здесь железная руда - источник металла, кокс - топливо и восстановитель, а известняк - флюс, связывающий примеси в шлак.
А вот пример шихты для выплавки алюминиевого сплава АК7ч:
- Алюминий первичный - 85%
- Алюминиевые сплавы - 10%
- Магний в чушках - 3%
- Медь в чушках - 2%
Здесь алюминий выступает основным металлом, а остальные элементы - легирующими добавками для придания нужных свойств.
3. Подготовка и загрузка шихты
Перед загрузкой в печь шихту специально готовят:
- Исходное сырье дробят, измельчают и просеивают для получения заданной фракции
- Компоненты взвешивают в рассчитанной пропорции и тщательно перемешивают
- Шихту окусковывают или брикетируют перед загрузкой в печь
- Подсушивают для снижения влажности (до 5-6%)
Для механизированной загрузки шихты в печи используют специальные установки - загрузочные машины. Их конструкция зависит от типа плавильного агрегата.
Например, в доменных печах применяют колошниковые загрузчики, а в индукционных печах - шиберные. Есть и комбинированные комплексы, сочетающие разные способы подачи шихты. Главное, чтобы процесс был максимально механизирован и автоматизирован.
Для оптимизации работы важно:
- Тщательно перемешивать компоненты шихты перед загрузкой
- Следить за влажностью и фракцией шихты
- Выдерживать строго рассчитанный темп подачи шихты в печь
Соблюдение этих нехитрых правил поможет наладить стабильный, ритмичный процесс плавки и получать качественный металл.
