Металлургические шлаки.

 

Ежегодно металлургическая промышленность дает около 50 млн.т. шлаков, а в отвалах уже скопилось около 500 млн.т. Главным образом, это – доменные шлаки. Имеются также мартеновские, ваграночные и другие шлаки черной металлургии, есть и шлаки цветной металлургии.

Химический состав металлургических шлаков разнообразен. Доменные шлаки состоят в основном из окислов CaO (30…50%), SiO2 (30…40%), Al2O3 (10…30%), содержат также примеси железа, магния, марганца, серы.

По химсоставу шлаки делят на основные и кислые. Это деление осуществляют по модулю основности:

.

Если Мо>1, то шлаки основные, а если Мо<1, то шлаки кислые.

Частично доменные шлаки используют в цементной промышленности, а также для получения шлаковаты, литых изделий.

Щебень из доменного шлака.

Щебень для бетона можно получить из доменных шлаков текущего выхода или дроблением и сортировкой шлаков из старых отвалов. В отвалах шлаки бывают неоднородны по составу и свойствам. В зависимости от условий остывания шлаков степень их кристаллизации различна. Неодинаковы их прочность и пористость.

К щебню из доменного шлака предъявляют требования, как и к обычному щебню из природного камня. Важным дополнением к этим требованиям является требования по устойчивости структуры шлака. В зависимости от химического и минералогического составов некоторые шлаки могут подвергаться распаду. Существуют 2 причины возможного распада:

1) образование в шлаке неустойчивой формы силиката кальция, претерпевающего изменения с увеличением объема – силикатный распад.

2) воздействие воды на соединения железа с образованием гидрата окиси железа, сопровождающееся увеличением объема – железистый распад.

Для стабилизации шлаков в расплав вводят некоторые добавки. Устойчивую структуру, как правило, имеют кислые шлаки.

 

Технологическая схема производства щебня из доменных шлаков

 

Шлак 0…500 мм


Электромагнитная сепарация I

 
 


Грохочение I

≥100 мм

Дробление I 0…100 мм Металлолом

0…100 мм

Электромагнитная сепарация II

 

Грохочение II

≥70 мм 40…70 мм

Дробление II 0…40 мм Щебень

 

Грохочение III

20…40 мм 5…20 мм 0…5 мм

Щебень Грохочение IV

1,25…5 мм 0…1,25 мм

Песок к гранулированному шлаку

 

На щебне из доменного шлака можно получать высокопрочные бетоны для разнообразных конструкций. Однако содержащаяся в шлаке сера может вызвать коррозию стальной арматуры. В связи с этим, использование шлакового щебня в производстве ЖБК с предварительно напряженной арматурой должно быть обосновано специальными исследованиями, а если содержание серы больше 2,5 %, то требуется специальное исследование бетонов всех видов конструкций.

Гранулированный шлак.

При обработке огненно-жидких металлургических шлаков водой происходит резкое охлаждение шлакового расплава и его грануляция – дробление на отдельные мелкие зерна. Структура зерен аморфная, стеклообразная.

По зерновому составу граншлак соответствует крупному песку: размер зерен преимущественно 0,6…5 мм, причем примерно 50% (по массе) составляют зерно крупнее 2,5 мм. Нередко имеются более крупные зерна (до 10 мм). rнас = 600…1200 кг/м3. Пустотность граншлаков до 60…70%.

Доменные граншлаки употребляют, главным образом, в производстве ШПЦ и в качестве заполнителя для бетонов.