Charakterizace a aplikace hutnické strusky

Hutní struska nachází své uplatnění jako podestýlka pro silnice i v jiných oborech činnosti. Jeho složení a hustota, výrobní vlastnosti jsou pro průmysl obzvláště zajímavé. Stojí za to mluvit podrobněji o tom, co to je v metalurgii, jak se používá.

Z tavení železných a neželezných kovů zbývá mnoho vedlejších produktů. Struska je hlavním odpadním produktem. Je to produkt rozkladu rudy, může mít heterogenní složení, různé vlastnosti a charakteristiky. Metalurgická struska se získává na stejné úrovni jako popel zbývající po tavení oceli a surového železa. Po zpracování zůstává ve výrobě, vyžaduje následnou likvidaci nebo opětovné použití jako samostatný materiál.

Kovové strusky jsou produkty vysokoteplotního zpracování. Jedná se o odpad silikátového typu s vícesložkovou strukturou. Po dlouhou dobu se strusky jednoduše likvidovaly, nebyly nijak zvlášť zajímavé. Vše se změnilo ve druhé polovině 20. století. Od tohoto okamžiku se začaly hutní odpady aktivně využívat ve stavebnictví, zemědělství a při pokládání silničních sítí.

Složení hutní strusky není jednotné. Ve skutečnosti se jedná o chemickou slitinu oxidů, zabírající od 90 do 95 % objemu. Zbytek jsou sulfidy, sírany, sloučeniny halogenů. Podle obsahu oxidů se strusky dělí na zásadité (do 1 %), monosilikáty (1 %), bikřemičitany (2 %), kyselé (do 3 %).

Pojďme si vyjmenovat zbytek charakteristik.

1. Měrná hmotnost krychle. Je to 0,7-1,9 tuny pro sypký produkt a pro kusový produkt - 0,7-2,9 tuny.
2. Třída nebezpečnosti. Stupeň IV je stanoven pro všechny hutnické strusky. To znamená, že hutní odpad je škodlivý pro životní prostředí a vyžaduje řádnou likvidaci a recyklaci.
3. Hustota. Jeho výkon se pohybuje od 750 do 1100 kg/m3.
4. Výkon na 1 tunu kovu. U železných kovů se pohybuje od 100 do 700 kg. Moderní výroba zahrnuje použití různých procesů tavení kovů. Ve vysoké peci je průměr 80 ​​kg / t, v peci s otevřenou nístějí - asi 30 kg / t s konvertorovou technologií - nepřesahuje 18 kg / t. Metalurgie neželezných kovů produkuje až 200 tun strusky na 1 tunu kovu.

Všechny tyto ukazatele jsou zohledněny při dalším využití odpadů z hutního průmyslu.

Podle způsobu výroby se strusky v metalurgii dělí do více skupin. V podmínkách závodu probíhá zpracování odpadu současně s jinými procesy. Například separace konvertorové strusky při výrobě oceli se provádí v procesu vyfukování roztaveného železného kovu. Všechny cizí inkluze jsou oxidovány a poté odstraněny.

Při tavení železných kovů se používá převážně kuplovna. Jedná se o šachtové pece původně používané při výrobě litiny. Metoda má vysokou účinnost, na rozdíl od vysokopecní úpravy nemění chemické složení slitiny. Struska jde dolů speciálním odpichovým otvorem.

Jiné typy pecí se používají k tavení neželezných kovů. Výsledná struska pokrytá filmem se zpracovává speciálním způsobem.

I přes zdokonalení technologií je hlavní metodou získávání strusky v metalurgii železa proces tavení kovu ve vysoké peci nebo v otevřené nístějové peci. V tomto případě se svoz odpadu provádí z důvodu nižší měrné hmotnosti. Struska plave nad povrchem litiny a je odváděna speciálním odpichovým otvorem. Při metodě tavení na otevřeném ohni se odpad hromadí i nad ocelovou tekutou hmotou, jejich sběr není náročný.

Hlavní klasifikace metalurgické strusky je založena na způsobu její výroby a složení. Právě ony určují, jaké bude další využití materiálu. Základní rozdělení rozlišuje odpady železné a neželezné metalurgie. Druhá skupina není příliš početná, obsahuje značné množství oxidů železa s příměsí vápníku a hořčíku a ve složení jsou přítomny i hodnotnější příměsi.

Skupiny strusek získávaných při výrobě železných kovů jsou rozmanitější. Jsou rozděleny do 4 typů.

1. Feroslitina. Vzniká při výrobě odpovídajících slitin. Kromě železa obsahují tyto strusky křemík, mangan, chrom a další druhy nečistot.
2. Kopule. Získává se tavením surového železa v kupolích - speciálních pecích. Skládají se z vytvořeného tavidla, koksu, výpalků, popela a produktů oxidace kovů. Podíl oxidů v nich dosahuje 90 %. Výsledný produkt má kyselost nad 3 %, uvolňuje minerály, hliníkovo-křemíkové sklovité částice.
3. Výroba oceli. Získávají se otevřeným tavením oceli bez ohledu na typ jednotky. Jedná se o oxidy nízké hustoty, bez těkavých sloučenin, často s významným podílem kontaminantů. Strusky tohoto typu se vyznačují vysokým obsahem oxidačních produktů železa a manganu.
4. Doména. Nejběžnější typ má silikátovou nebo hlinitokřemičitou strukturu. V závislosti na chemickém složení získává struska ochlazením kamenitou strukturu, ze které se následně získává drť nebo jiný stavební materiál, ale může se také drobit na prášek. K určení následného účelu materiálu se používá speciální systém kontroly kvality.

Podle složení se strusky železné metalurgie po ochlazení dělí na rozpadající se a nerozpadající se horniny. Druhá skupina má podobu skalních útvarů. Rozkládající se varianty jsou obvykle rozděleny do kategorií podle minerálního složení.

Nejběžnější možnosti jsou:

• silikátové - při recyklaci se rozpadají na jemné práškovité částice;
• vápenaté - rozdrcené na drobky různých velikostí;
• mangan - rozpouštějící se ve vlhkém prostředí;
• železné - náchylné k praskání pod vlivem vlhkosti.

Strusky, které se vlivem vnějšího prostředí nerozkládají, se používají jako základ pro výrobu drceného kamene a dalších druhů stavebního kamene. Podle způsobu zpracování jsou chlazeny a drceny polosuchou metodou ve speciálních bubnech nebo podrobeny „mokrému“ účinku silného paprsku vody.

Pro další zpracování je nejdostupnější granulovaná struska - odpad z vysokopecní tavby železných kovů. Jejich roli ve stavebnictví lze jen stěží přeceňovat. Materiál je zdrojem drceného kamene - levnější než přírodní kámen. Hotový výrobek se používá:

• pro stavbu silnic - jako podestýlka;
• při výrobě betonových výrobků;
• v zemědělství jako drenáž půdy;
• při výrobě betonu jako kameniva.

Strusky získané při výrobě feroslitin a při výrobě oceli se přidávají do cementu ve formě práškových nečistot. Taková kompozice získává zvýšenou chemickou odolnost. V kombinaci s portlandským cementovým slínkem je možné dále zlepšit fyzikální vlastnosti materiálu. Granulované strusky smíchané s vodním sklem nebo sodou se používají při výrobě betonových směsí schopných tvrdnutí při nízkých teplotách.

Při lití strusky můžete získat hotové výrobky: dlažební desky a obrubníky, vnitřní podlahové krytiny. Tato metoda vám také umožňuje vytvářet trubky a tvarovky pro ně, fasádní dekorace. Výrobní náklady jsou výrazně sníženy a z hlediska svých vlastností není hotový materiál horší než tradiční protějšky vyrobené z kovu nebo železobetonu. Odlévání se provádí lisováním roztavené strusky.

Minerální vatu lze získat z viskózních surovin pro vysoké pece, tavení oceli, kuplovny. Za tímto účelem se směs zahřátá do kapalného stavu posílá do tažných strojů k vytvoření vláken.