Характеристика и приложение на металургичната шлака

Металургичната шлака намира своето приложение като настилка за пътя и в други сфери на дейност. Неговият състав и плътност, производствените характеристики са от особен интерес за индустрията. Струва си да се говори по-подробно за това какво представлява в металургията, как се използва.

Има много странични продукти, останали от топенето на черни и цветни метали. Шлаката е основният отпадъчен продукт. Това е продукт на разлагане на руда, може да има хетерогенен състав, различни свойства и характеристики. Металургичната шлака се получава наравно с пепелта, останала след топенето на стомана и чугун. Остава в производство след обработка, изисква последващо изхвърляне или повторна употреба като самостоятелен материал.

Металните шлаки са продукти на високотемпературна обработка. Това е отпадък от силикатен тип с многокомпонентна структура. Дълго време шлаките просто се изхвърляха, не представляваха особен интерес. Всичко се промени през втората половина на 20 век. От този момент нататък металургичните отпадъци започват да се използват активно в строителството, селскостопанската индустрия и при полагане на пътни мрежи.

Съставът на металургичната шлака не е еднороден. Всъщност това е химическа сплав от оксиди, заемаща от 90 до 95% от обема. Останалото са сулфиди, сулфати, халогенни съединения. В зависимост от съдържанието на оксиди, шлаките се разделят на основни (до 1%), моносиликати (1%), бисиликати (2%), киселинни (до 3%).

Нека изброим останалите характеристики.

1. Специфично тегло на куба. Това е 0,7-1,9 тона за насипен продукт, а за един продукт - 0,7-2,9 тона.
2. Клас на опасност. Клас IV е установен за всички металургични шлаки. Това означава, че металургичните отпадъци са вредни за околната среда и изискват правилно изхвърляне и рециклиране.
3. Плътност. Производителността му варира от 750 до 1100 kg / m3.
4. Изход за 1 тон метал. За черни метали тя варира от 100 до 700 кг. Съвременното производство включва използването на различни процеси на топене на метал. В доменна пещ средната стойност е 80 kg / t, в мартенова пещ - около 30 kg / t, с конверторна технология - не надвишава 18 kg / t. Цветната металургия произвежда до 200 тона шлака на 1 тон метал.

Всички тези показатели се вземат предвид при по-нататъшното използване на отпадъци от металургичната промишленост.

Според метода на производство шлаките в металургията се разделят на няколко групи. В завода преработката на отпадъците се извършва едновременно с други процеси. Например, отделянето на конверторна шлака при производството на стомана се извършва в процеса на издухване на разтопен черен метал. Всички чужди включвания се окисляват и след това се отстраняват.

При топенето на черни метали се използва предимно куполовият метод. Това са пещи от шахтов тип, първоначално използвани при производството на чугун. Методът има висока ефективност, за разлика от доменната обработка, не променя химичния състав на сплавта. Шлаката се спуска през специален отвор за смесител.

Други видове пещи се използват за топене на цветни метали. Получената шлака, покрита с филм, се обработва по специален начин.

Въпреки усъвършенстването на технологиите, основният метод за получаване на шлака в черната металургия е процесът на топене на метал в доменна или мартенова пещ. В този случай събирането на отпадъци се извършва поради по-ниското специфично тегло. Шлаката плува над повърхността на чугуна и се отстранява през специален отвор за смесител. При мартеновия метод на топене отпадъците се натрупват и над стоманената течна маса, събирането им не е трудно.

Основната класификация на металургичната шлака се основава на методите на нейното производство и състав. Те определят какво ще бъде по-нататъшното използване на материала. Основното разделение прави разлика между отпадъци от черна и цветна металургия. Втората група не е твърде многобройна, съдържа значително количество железни оксиди с примеси на калций и магнезий, като в състава присъстват и по-ценни примеси.

Групите шлаки, получени при производството на черни метали, са по-разнообразни. Те са разделени на 4 вида.

1. феросплав. Образувани при производството на съответните сплави. В допълнение към желязото, такива шлаки съдържат силиций, манган, хром и други видове примеси.
2. Купола. Получава се чрез топене на чугун в куполи - специални пещи. Те се състоят от образувания флюс, кокс, прегорели, пепелни и метални окислителни продукти. Делът на оксидите в тях достига 90%. Полученият продукт е с киселинност над 3%, отделя минерали, алуминиево-силициеви стъклени частици.
3. Производство на стомана. Получават се чрез открито топене на стомана, независимо от вида на агрегата. Това са оксиди с ниска плътност, без летливи съединения, често със значителна част от замърсители. Шлаките от този тип се характеризират с високо съдържание на продукти на окисление на желязо и манган.
4. домейн. Най-често срещаният тип има силикатна или алумосиликатна структура. В зависимост от химичния състав, при охлаждане шлаката придобива камениста структура, от която впоследствие се получава натрошен камък или друг строителен материал, но може да се разпадне и на прах. За да се определи последващото предназначение на материала, се използва специална система за контрол на качеството.

Според състава си шлаките от черната металургия след охлаждане се разделят на разлагащи се и неразлагащи се скали. Втората група е под формата на скалисти образувания. Разлагащите се варианти обикновено се разделят на категории според минералния им състав.

Най-често срещаните опции са:

• силикат - при рециклиране се разпадат на фини прахообразни частици;
• варовити - натрошени на трохи с различни размери;
• манган - разтваря се във влажна среда;
• черни - склонни към напукване под въздействието на влага.

Шлаките, които не се разлагат под въздействието на външната среда, се използват като основа за производството на трошен камък и други видове строителен камък. В зависимост от начина на обработка те се охлаждат и раздробяват по полусух метод в специални барабани или се подлагат на „мокър” ефект на силна водна струя.

Гранулираната шлака - отпадъци от доменно топене на черни метали - е най-достъпна за по-нататъшна преработка. Тяхната роля в строителната индустрия трудно може да бъде надценена. Материалът е източник на натрошен камък - по-евтин от естествен камък. Готовият продукт се използва:

• за пътно строителство - като постелка;
• в производството на бетонови изделия;
• в селското стопанство, като дренаж за почвата;
• при производството на бетон, като добавка.

Шлаките, получени при производството на феросплави и при производството на стомана, се добавят към цимента под формата на прахообразни примеси. Такъв състав придобива повишена химическа устойчивост. В комбинация с портландциментовия клинкер е възможно допълнително подобряване на физическите свойства на материала. Гранулирани шлаки, смесени с водно стъкло или сода, се използват при производството на бетонни смеси, способни да се втвърдяват при ниски температури.

При леене на шлака можете да получите готови продукти: тротоарни плочи и бордюри, вътрешни подови настилки. Също така, този метод ви позволява да създавате тръби и фитинги за тях, фасадна декорация. Производствените разходи са значително намалени, а по отношение на характеристиките си готовият материал не отстъпва на традиционните аналози, изработени от метал или стоманобетон. Леенето се извършва чрез формоване на разтопена шлака.

Минерална вата може да се получи от вискозни доменни, стоманени, куполни суровини. За това съставът, нагрят до течно състояние, се изпраща в машини за изтегляне за образуване на влакна.