Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как получают и используют доменный шлак

Как получают и используют доменный шлак

многогранны, с их помощью вы можете шлифовать, пилить, полировать, циклевать. Все эти работы инструмент выполнит высококачественно, как не один другой инструмент. Достаточно просто поменять насадку, и прибор готов к новой работе.

Наружная реклама. Производство и монтаж

В 70-х годах прошлого века, появился новый вид рекламы – широкоформатная печать. В те времена начиналась компьютерная экспансия и, разумеется, она не могла не коснуться рекламы. Была придумана технология, позволяющая наносить изображение на рулон. Технология эта совершенствовалась, и сейчас широкоформатная печать – популярнейший вид полиграфических услуг.

Ремонтируем маленькую комнату

Не надо думать, если у вас маленькая комната, то на этом закончилась жизнь.

Теплоизоляция и утепление бани

Занимаясь строительством бани важно особое внимание уделить ее теплоизоляции, от этого зависит не только правильное ее функционирование, но и материальные затраты, которые вы рискуете понести в случае некачественного возведения строения. Теплоизоляция бани, выполненная грамотно, поможет вам существенно снизить расходы на топливо, а так же обеспечит долговечность вашей постройки.

Шлаки 2.0: от отходов к чистому побочному продукту

Хорошая новость в том, что в течение последнего десятилетия были предприняты значительные усилия для более качественной обработки шлаков, что позволяет соответствовать строгим экологическим нормам ЕС. Ключевая цель в этом процессе – снизить остаточное содержание металлов до уровня ниже определенных законодательством пороговых значений.

Работа над химическим составом шлаков и их минералогией открывает возможности для использования шлаков в качестве сырья для дорогостоящих продуктов. Например, для дополнительного цементирующего материала (SCM), который можно смешивать с клинкером из портландцемента, для получения альтернативных связующих (таких как «неорганические полимеры») и связующих на основе карбонатов.

Примеры промышленного производства «очищенных» и «инженерных» шлаков нового поколения уже есть. Это «шлаки 2.0», которые следует рассматривать не как отходы, а, скорее, как побочные продукты промышленного производства.

Производители

Те или иные шлаки производят все украинские металлургические предприятия. Крупнейшими среди них считаются «Метинвест Холдинг», «АрселорМиттал Кривой Рог», «Днепровский меткомбинат», компания «Интерпайп». Наиболее значимыми поставщиками шлаков для переработки можно назвать «АрселорМиттал Кривой Рог» и компанию UMG, которая была основана SCM в 2006 году для управления сырьевыми активами.

Шлаки металлургического производства разделяют на несколько видов. Они бывают доменными, сталеплавильными и ферросплавными. Наибольшей популярностью в Украине пользуется доменный шлак – побочный продукт выплавки чугуна в доменной печи. Это ценный сырьевой продукт, который активно используется в цементной промышленности.

«Эти шлаки имеют некоторые специфические свойства. Если размолоть в тонкий порошок доменный гранулированный шлак, то при добавлении воды смесь твердеет, а применяя технологии автоклавирования, из этого можно делать строительные материалы», – объясняет Богдан Рублюк, коммерческий директор группы компаний Fomalgaut.

Конвертерные шлаки образуются в результате двух основных процессов: окисления сернистого железа кислородом воздуха и ошлакования закиси железа кремнекислотой кварцевого флюса. Главное преимущество последнего – высокое содержание кремния.

При хорошем ходе конвертера и высоком качестве кварцевого флюса содержание кремнекислоты в конвертерном шлаке составляет 24-26%. Более высокие показатели содержания кремнекислоты (28-29%) можно получить при использовании тонкоизмельченных кремнистых золотосодержащих руд и при повышенной температуре хода конвертера. Из конвертерных шлаков извлекают металл и используют его в агломерационном и доменном производствах.

Электросталеплавильные шлаки образуются при производстве стали электрическим способом. Они содержат 8-10 компонентов. Ферросплавные шлаки эффективнее всего используют как минеральное сырье для производства высокоглиноземистых и глиноземистых цементов, огнеупорных, теплоизоляционных и жаростойких бетонов.

Региональные власти не рекомендуют использовать в дорожном строительстве сталеплавильный шлак

Накануне глава Тамбова Юрий Рогачев вновь заговорил о возможности использования шлака от электродоменных печей в качестве дорожного покрытия для небольших улиц города. В частности такую технологию городские власти готовы опробовать в переулке Сакко и Ванцетти неподалеку от МФЦ.

Кроме того, ранее сообщалось, что доменный шлак намерены использовать для засыпки практически всех грунтовых дорог в городе, протяженность которых на данный момент около 20 километров. Такие улицы есть, как на западе Тамбова, так и в новых коттеджных поселках на севере.

По словам Рогачева, шлак город может получить бесплатно с Липецкого металлургического завода. В этом случае нужно будет оплатить лишь перевозку материала из соседнего региона в нашу область.

«Но надо будет просчитать еще, сколько будет стоить его перевозка из других регионов, — отметил он накануне на встрече с работниками предприятия «Орбита», где обсуждались не только вопросы производства, но и развития и благоустройство областного центра.

Стоит отметить, что этот материал активно используется во многих регионах Черноземья. Его в качестве некой гуманитарной помощи на благоустройство дорог поставляют в села и небольшие города из Новолипецкого металлургического комбината.

В Тамбовской области подобная технология также использовалась в прошлом году в Рассказово и Рассказовском районе. Там шлаком удалось отсыпать почти 20 улиц. Между тем, в управлении автомобильных дорог Тамбовской области называют эту меру, скорее, вынужденной.

«Скажу откровенно, я не сторонник этой технологии. После укладки сталеплавильного шлака его по технологии нельзя сразу же накрывать асфальтобетоном, должно пройти не менее пяти лет, иначе пойдут грибы. Должен пройти процесс окисления. Поэтому мы разослали всем руководителям муниципальных образований рекомендации: работать только с природными материалами. Лучше всего использовать доломит, известняк. Последний, кстати, находится в той же ценовой категории, что и шлак, если считать его доставку из Липецка. При этом главный плюс известняка в том, что его можно тут же накрывать асфальтом. В этом отношении он намного удобнее в строительстве, чем сталеплавильный шлак», — прокомментировал начальник управления автомобильных дорог Тамбовской области Арсен Габуев.

  • Максим Косенков возглавил администрацию города Тамбова
  • Глава Тамбова Наталия Макаревич написала заявление о досрочном сложении полномочий
  • 1 ноября в России начинается цифровая маркировка шин и покрышек
  • В Тамбовской области заработали горячие линии для ковидных больных
Новости партнеров
Читайте также

Максим Косенков возглавил администрацию города Тамбова

Глава Тамбова Наталия Макаревич написала заявление о досрочном сложении полномочий

1 ноября в России начинается цифровая маркировка шин и покрышек

В Тамбовской области заработали горячие линии для ковидных больных

Отец в Котовске поджег квартиру с женой и тремя детьми и сбежал, возбуждено дело

Роспотребнадзор запретил посещения баров, кафе и ресторанов по ночам
  • 31 марта 2016 в 16:20

Добрый день надеюсь мой комментарий увидит ктото из руководства города.
писал я вопрос на портале администрации горда вопрос по поводу того как идет отсыпка дорог областного центра таким шлаком . и вот в начале недели получил ответ не ответ непонятно что отписку на вопрос который не задавал.
Вот вопрос который я задавал ;
> Добрый день. Вспоминаю информацию в новостях с ваших слов «Юрий Рогачев, глава города Тамбова:
>
> У нас ещё около 30 км — кто 16 км говорит, кто 20 км — в нашем любимом городе Тамбове — это грунт, грунтовые дороги. То есть без покрытия вообще, без какого-либо. Ну все валят туда всё, что есть около дома. Мы сейчас пойдем по какому пути? В общем-то, мы можем сейчас со сталелитейного нашего завода, который в Липецке, использовать шлак, но из домен электрических. Потому что это разные вещи. Шлак, который используется из домен, где выливается путем кокса, это то, что мы используем на дорогах. А вот то, что из электрических выгружается, это абсолютно бесплатно, кстати, дается. Мы там сейчас выстроим и мы вот эти улицы все будем этим покрывать. Но у него химический состав этого выгруза таков, что он коксуется и практически не хуже асфальта получается. По химическим компонентам и по экологии там все проходит.» и «Юрий Рогачев, глава города Тамбова:
>
> Мы уже договорились. Мы сейчас просто смотрим, насколько нам хватит денег. Мы там будем платить только за свои машины, за перевозки и всё. Липецк — это недалеко. Это нормально. Тем более сейчас есть такая возможность. Это можно делать круглый год практически, то есть необязательно ждать весны.»
> Я живу на одной из улиц имеющей грунтовое покрытие (ул.Западная) и очень волнует этот вопрос так как начинается весна и скоро я и моя жена к дому просто не подъедим. И ждем не дождемся когда начнется отсыпка дорог хотя бы шлаком (чтобы иметь твердое покрытие дорог). Интересно как движутся дела с отсыпкой дорог вообще в городе и когда планируется отсыпка непосредственно улицы Западной
получил вот такой ответ:
Уважаемый Игорь Викторович!

Читать еще:  Бетон Б25: марка, плотность, характеристики, состав, прочность

Ваше обращение в администрацию города Тамбова рассмотрено комитетом городского хозяйства администрации города Тамбова.
Сообщаем, что строительство дорог в микрорайоне «Радужное» осуществляется за счет средств, выделяемых ежегодно из различных источников финансирования, которых явно не хватает, чтобы охватить весь микрорайон одновременно. Поэтому строительство дорог в данном микрорайоне осуществляется поэтапно по мере поступления денежных средств на эти цели.
В 2016 году планируется строительство дорог по улицам Сабуровской, Пахотной.
Вопрос строительства остальных дорог в микрорайоне «Радужное», в том числе по ул. Западной будет рассмотрен в 2017 году.
Дополнительно информируем, что ремонт и строительство дорог в городе Тамбове выполняется согласно проектно-сметной документации (ПСД). Материалы, используемые при выполнении работ предусмотрены данной ПСД.

Председатель комитета М.А. Михалев

А.В. Смагин, 79-03-81

https://yadi.sk/i/QcKKArsfqd7UN по ссылке можете посмотреть
(убрал только свои данные)
ответ вообще на другой вопрос и вообще непонятно от кого благо подпись исполнителя есть.
А вообще мне сейчас на улице Западной все равно чем мне улицу отсыпят я живу там сейчас я на машине к дому не могу подъехаь и думаю на ближайшие 5 лет нам асфальта не видать на уже до этого 3 года назад обещали заасфальтировать в итоге у меня на улице отборный наш черноземный жидкий асфальт, Лучше синица в руках чем журавль в небе. А по поводу ответа обратите внимание документ не подписан ни как ни каких реквизитов ни подписи посже со специалистом когда созвонился мне прислал отвтет тот же самый только с угловым штампом ни каких подписей ни чего нет и не будет на письме.

гостьяЯ

  • 01 апреля 2016 в 08:17

Из жизненного опыта: На западе есть такая улица Снёва, так вот, ее в мое сопливое детство где то в год 84-85 отсыпали именно новолипецким шлаком и очень добросовестно укатали грейдером, асфальт обещали на следующий год… с тех пор она так с асфальтом так и не познакомилась, хотя, как говорят, по документам 5 раз уже асфальтировалась и сейчас она пусть и грязная и в ухабах но все таки проезжая и прохожая. а вот известняковую щебенку помнится лет 5 назад на Бастионную сыпали и за две недели она в пыль превратилась.

  • 04 апреля 2016 в 10:57

Важно сколько ее насыпать просто чернозем у нас очень хороший много входит в землю

Химический состав, свойства и технические характеристики

По своему составу гранулированный металлургический шлак из-за высокого содержания окиси кальция почти не отличается от портландцемента. Такие соединения, образованные окислами, как обладающий вяжущими свойствами двухкальциевый силикат 2CaO · SiO2, инертный геленит 2CaO · SiO2 · A12O3, химически активное алюмосиликатное стекло позволяют использовать шлак в качестве минерального связующего, заменяющего 20 – 70 % портландцемента в бетонных растворах и сухих строительных смесях.

В составе шлаков могут также присутствовать до 3 % от массы оксиды металлов, золы, руды, кокс, силикаты. Чтобы проявились гидравлические и вяжущие свойства гранулированного материала при изготовлении сульфатно-шлакового, известково-шлакового цементов, шлакопортландцемента, его отправляют в помол с добавлением щелочных или сульфатных отвердителей, таких как сернокислый кальций, цементный клинкер, известь.

Шлаки могут быть основные, с модулем активности (определяется процентным отношением Al2O3/SiO2) более 0,17, кислыми, если это значение превышает 0,33 и нейтральными, с содержанием оксидов Ca 40 – 45 %. В соответствии с ГОСТ 3476-2019 максимальное количество оксида марганца в составе шлака может колебаться в пределах 2 – 5 %, а содержание серы не должно превышать 3 – 6 %.

Прочность на сжатие шлаков в составе бетонных и цементных растворов достигает от 62 МПа у пористого до 140 МПа у медеплавильного. Водопоглощение согласно требованиям ГОСТ 3476-2019 должно быть не больше 1,5 – 4 % от массы. Плотность в зависимости от состава колеблется от 2 до 6 т/м 3 . Изделия из такого материала выдерживают 15 – 300 циклов «замерзания – размерзания». Радиоактивность металлургического шлака соответствует 1 классу (в отличие от угля железная руда обычно не содержит радионуклиды).

Отвальные шлаки цветной металлургии включают в себя оксиды металлов и незначительное количество ценных металлов, извлечь которые не представляется возможным без существенных экономических затрат.

Шлаковый щебень

В зависимости от крупности зерен щебень делится на фракции: 5- 10, 10-20, 20-40, 40-70, 70-120 мм. Зерновой состав шлакового щебня, как и других видов заполнителя, подбирается для обеспечения минимальной пустотности. Минимальная насыпная плотность щебня каждой из фракций составляет 1000 кг/м3. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, должно быть для щебня: кубовидного — не более 15%; улучшенного — 25; обычного — 35%. Длина таких зерен в три и более раза превышает их толщину или ширину. Прочность шлакового щебня характеризуется его маркой. Для щебня из доменного шлака, применяемого в качестве заполнителя тяжелого бетона, установлено пять марок по прочности:

Марка щебня по прочности12001000800600300
Потеря в массе после испытаний, %До 1515-2525-3535-4545-55

Щебень марки М1200 может быть использован при изготовлении бетона марки М400 и выше, М1000 — марки М300, М800 — марки М200 и М600 — ниже М200. Щебень низких марок применяется также при изготовлении бетонов более высокой прочности, но после соответствующей проверки и технико-экономического обоснования.

В зависимости от числа циклов, которые выдерживает щебень при испытании, устанавливают его марки по морозостойкости (табл. 2.5).

Марки шлакового щебня по морозостойкости

ИспытанияМарка щебня по морозостойкости
F 15F 25F 50F 100F 150F 200F 300
Непосредственное замораживание&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
число циклов:152550100150200300
потеря массы после испытания, %, не более1010505555

Содержание в шлаковом щебне отмучиваемых пылевидных и глинистых частиц должно быть не более 3% для слабоактивного и неактивного шлаков. Для активных и высокоактивных шлаков содержание отмучиваемых примесей не нормируется. Недопустимо содержание в щебне примесей топливных шлаков, золы, колошниковой пыли.

Содержание глины в комках в щебне из шлаков всех видов не должно быть более 0,25% по массе.

В металлургических шлаках содержится сера, вызывающая коррозию арматурной стали. В щебне из доменного шлака ее содержание не должно превышать 2,5% по массе. Наличие серы необходимо учитывать в производстве преднапряженных железобетонных конструкций, где возможность использования шлакового щебня должна быть обоснована специальными исследованиями.

Наряду с плотными отвальными шлаками для производства щебня используют пористые Шлаки, образуемые из расплавов с большим газонасыщением, вспучиванием пузырьками выделяющихся газов. Прочность пористых отвальных шлаков 2,5-40 МПа; средняя плотность в куске составляет 400-1600 кг/м3, что позволяет обеспечить насыпную плотность щебня 800 кг/м3 и менее и применять их для производства легких бетонов.

Физико-механические свойства шлакового щебня

Физико-механические свойства шлакового щебня изменяются в более широком интервале, чем щебня из горных пород (табл. 2.6), что обусловлено колебаниями качества сырьевых материалов и технологических параметров.

Физико-механические свойства шлакового щебня на различных шлаках

Вид шлака или породыИстинная плотность, кг/м3Средняя плотность, кг/м3Водопоглощение по массе, %Предел прочности при сжатии, МПаПоказатель дробимости, %
Гранит:265026500,212011
Шлак:&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
доменный плотный295028201,510419
пористый294023007,36244
мартеновский320030302,311017
конвертерный310028004,07639
медеплавильный350034300,41406
фосфорный295028500,913512
Читать еще:  Что такое кубовидный гранитный щебень?

Шлаковый щебень применяется не только как заполнитель цементных бетонов, но также в дорожном строительстве для укрепления оснований и устройства асфальтобетонных покрытий. В зависимости от структурных особенностей, сопротивления истиранию и дробимости шлаковый щебень делится на марки:

Марка щебня по истираемости&nbsp&nbsp&nbspИГУ
Потеря массы при испытании, %&lt 2525 — 3535 — 4545 — 60

Марка щебня из металлургического шлака как заполнителя асфальтовых бетонов зависит от вида смесей. Она должна быть, например, для смесей марки I:

— для горячих и теплых асфальтобетонов типов А, Б и В соответственно 1200, 1000 и 800;
— холодных — типов Бх и В, — 800 и 600;
— пористых — 800.

Шлакоминеральные смеси

К шлакоминеральным смесям относятся каменные материалы, укрепленные гранулированным доменным шлаком и предназначенные для устройства оснований автомобильных дорог. Для активизации шлаков и твердения смесей в их состав вводят добавки гашеной извести (1-3%) или портландцемента (3-5%). Шлакоминеральные смеси, активированные гашеной известью, медленно схватываются и твердеют, что позволяет делать разрывы в несколько суток между приготовлением смеси и ее укладкой в основания. Шлакоминеральные смеси, активированные цементом, схватываются быстрее и позволяют вести строительные работы в течение 6-8 ч.

Шлакоминеральные смеси, уложенные в слое основания, практически не требуют специального ухода и позволяют открыть движение сразу после уплотнения. Они допускают укладку асфальтобетонных покрытий сразу после уплотнения основания. При устройстве оснований из шлакоминеральных смесей на дорогах высших категорий можно использовать не только местные малопрочные каменные материалы, но и песчано-гравийные смеси.

Шлакоминеральное основание более жестко по сравнению с битумо-минеральным, однако оно гораздо гибче и деформативнее оснований, устроенных из цементированных материалов, в том числе из бетона.

По трещиностойкости шлакоминеральное основание уступает би-тумоминеральному и поперечные трещины в нем возникают при перепадах температур. В южных районах и при достаточно толстых слоях асфальтобетонного покрытия трещинообразования в шлакоминеральном основании можно избежать.

В дорожно-строительной практике хорошо зарекомендовали себя составы шлакоминеральных смесей, в которых расход гранулированного шлака изменяется от 10 до 20%.

Минеральная часть смесей подбирается по кривым плотных смесей, рекомендованным для битумоминеральных смесей.

Шлакоминеральные смеси, затворенные 8-9% воды, хорошо перемешиваются и легко уплотняются. Асфальтобетонное покрытие, уложенное на шлакоминеральное основание, хорошо объединяется с ним.

Дорожное строительство является наиболее материалоемкой областью применения шлакового щебня. Требования, предъявляемые к шлаковому щебню, зависят от слоя дорожной одежды, где он используется. Так, материал, укладываемый в подстилающий слой, должен обладать водоустойчивостью и морозостойкостью, щебень для оснований — шероховатой поверхностью. В утрамбованном состоянии материал для строительства дорог должен обладать высокой прочностью на сдвиг. Для обеспечения движения с установленной скоростью покрытия должны иметь высокую износостойкость и сохранять ровность. Одним из основных требований к щебню для дорожного строительства является его способность не дробиться при укладке и уплотнении.

Строительные материалы из отходов промышленности

В дорожных насыпях и подстилающих слоях применяют щебень из несортированных отвальных шлаков. Нефракционированный шлаковый щебень пригоден также для устройства упорных призм плотин и дамб, укрепления их откосов, подверженных волновым воздействиям. Щебень из доменных и сталеплавильных шлаков легко укатывается в основаниях дорог, цементируется и образует монолитный слой особенно в смеси со щебнем из слабых известняковых пород. Щебень из мартеновских шлаков успешно применяется для расклинивания оснований из гранитного щебня, плохо поддающегося укатке.

Наиболее экономичны конструкции с использованием сталеплавильных шлаков крупностью до 40 мм. При эксплуатации модуль упругости слоев в основании медленно возрастает вследствие наращивания прочности. Применение шлаков с активизатором (хлористым кальцием) дает возможность вести дорожные работы в зимнее время.

Отвальные шлаки и минеральный порошок из сталеплавильных шлаков успешно используют при приготовлении асфальтобетона для верхних слоев дорожных одежд. Асфальтобетонные покрытия со шлаковым заполнителем характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к истиранию, большим коэффициентом сцепления, отсутствием сдвиговых деформаций. Также эти покрытия отличаются повышенным сопротивлением ударным нагрузкам при положительных и отрицательных температурах, большей теплостойкостью, чем асфальтобетоны на природных минеральных заполнителях. При длительном контакте с водой поры шлакового материала прорастают кристалло-гидратными новообразованиями, что предотвращает в последующем доступ в них воды и приводит к повышению морозостойкости асфальтобетона.

Недостатком шлаковых асфальтобетонных смесей является их высокая средняя плотность, на 15-25% превышающая плотность смесей из природных материалов.

Шлаковый наполнитель

Из сталеплавильных шлаков получают высококачественный минеральный порошок, являющийся важным структурообразующим компонентом (наполнителем) асфальтобетона. На долю минерального порошка приходится 90-95% суммарной поверхности минеральных зерен, входящих в состав асфальтобетона. Основное его назначение — это перевод битума в пленочное состояние, а также заполнение пор между крупными частицами, в результате чего повышаются плотность и прочность асфальтобетона. Минеральному порошку из сталеплавильных шлаков свойственна более развитая поверхность, чем у порошка из карбонатных материалов и, как следствие, более высокое набухание его в смеси c битумом.

Минеральный порошок повышает прочность асфальтобетона, но вместе с тем увеличивает его хрупкость, поэтому его содержание в смеси должно быть предельно минимальным, достаточным лишь для придания асфальтобетону нормативной плотности и прочности. Повышение массовой доли минерального порошка в смеси сверх необходимого минимума понижает трещиностоикость покрытий и резко снижает их сдвигоустойчивость.

Тонкоизмельченные шлаки, обладающие гидравлической активностью, т. е. способностью химически связывать Са (ОН) 2 уже при нормальной температуре, являются эффективными наполнителями (микронаполнителями) в цементных бетонах.

  • Как заключить договор с ООО»УралевроТЭК»?
    &nbsp
  • Услуги по ремонту грузовых автомобилей
    &nbsp
  • Автотранспортные услуги физическим и юридическим лицам
    &nbsp

Cайт изготовлен собственными силами ООО «УралевроТЭК»
Телефон секретаря в главном офисе: (342 56) 5-23-10, 6-06-98
Адрес: Пермский край, г. Чусовой, ул. Камгэс, 16

Доменный процесс печи

Сталями принято считать сплавы железа с углеродом с содержанием последнего до 2,14%. Все, что имеет более высокое содержание углерода – это чугуны. Получают стали на основе двух процессов — доменного (в результате получается передельный чугун) и собственно получения стали, когда из передельного чугуна путем выжигания углерода и добавки легирующих элементов получают стали и сплавы нужной марки и нужного состава.

Сырье

Основой для получения чугуна в доменном процессе служат железные руды. Поскольку железо обладает сравнительно большим сродством к кислороду, оно в чистом виде в земной коре не обнаруживается, а находится в виде соединений с кислородом и диоксидом углерода.

Основные руды железа, которые используются в металлургическом производстве – это окись-закись железа (Fe3O4 – магнетит, магнитный железняк), окись железа (Fe2O3 — красный железняк, 2Fe2O3 * 3H2O — бурый железняк) и карбонат железа FeCO3 . Естественно, что в чистом виде данные вещества не встречаются, а имеют примеси других элементов (чаще всего серы и фосфора) и других веществ в виде сопутствующих пород, не образующих с целевым продуктом химических соединений (обычно SiO2, Al2O3, CaO, MgO).

Кроме того, в больших количествах в виде руд имеется железный колчедан FeS2, но он очень редко применяется в металлургии, так как выплавляемое из него железо получается очень низкого качества из-за большого содержания серы.

В результате проведения специальных технологий дробления руды и флотационного процесса значительную часть пустой породы удается отделить от целевого продукта, в результате чего в ряде случаев удается повысить содержание железа в руде до 63-67%, а иногда до 69-72%.

Однако полностью удалить пустую породу не удается, эта операция осуществляется в самом доменном процессе путем перевода пустой породы в шлаки, которые отделяются от чугуна.

Процесс и схемы

Процесс доменной плавки (процесс получения передельного чугуна) осуществляется в шахтных печах (домнах). Домна, схематический разрез которой дан на рис. 5.1, представляет из себя устройство в виде конуса в верхней части высотой в несколько десятков метров, обложенное изнутри огнеупорным кирпичом и снаружи стянутое железными обручами или окруженное сплошной железной оболочкой. Верхняя часть домны носит название шахты и заканчивается наверху отверстием — колошником, которое закрывается подвижной воронкой – колошниковым затвором. Самая широкая часть домны называется распаром. Нижняя часть домны образует горн. В горне имеются отверстия – фурмы, через которые в печь вдувается горячий воздух.

При запуске доменную печь загружают сначала углем (коксом), а потом послойно смесью руды с флюсом и углем и чистым углем. Нижние слои угля зажигают, после чего горение и необходимая для выплавки температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого в рекуператорах тепла воздуха. Последний поступает в кольцевую трубу, расположенную вокруг нижней части печи, а из нее по распределительным трубкам через фурмы в горн. В горне уголь сгорает, превращаясь в углекислый газ, который, поднимаясь вверх и проходя сквозь слой раскаленного угля, превращается в оксид углерода. Этот оксид углерода восстанавливает основную часть руды, превращаясь снова в углекислый газ. Однако такая схема не полностью отражает многообразие химических реакций, протекающих в печи. Порядок превращения руды в чугун и распределение температур изображены на рис. 5.2.

Рис. 5.1. Схематическое изображение шахтной печи для получения чугуна (домны).

Рис. 5.2. Схема химических реакций, протекающих по высоте доменной печи.

В нижней части печи, как уже упоминалось, происходит горение кокса по реакции:

+ < O2 > = < CO2 >

Здесь угловыми скобками обозначено твердое состояние, фигурными – газообразное.

Проходя вверх далее через слой раскаленного угля, СО2 превращается в оксид углерода:

< CO2 > + = 2

Монооксид углерода является сильным восстановителем и именно он восстанавливает железо из руд. Реакция идет постадийно, что и отображено на рисунке. В результате образуются крупинки твердого железа.

По мере сгорания угля это железо опускается вниз по печи в ее более горячую часть — распар, и здесь при температуре порядка 1200°С плавится при соприкосновении с углем, отчасти растворяя его и образуя заэвтектический чугун с содержанием углерода 4-4,5%. В то время как чистое железо плавится при 1535°С, чугун в точке эвтектики плавится при 1150°С, поэтому капли жидкого чугуна стекают в нижнюю часть горна. Для того, чтобы сэкономить тепловую энергию отходящих газов и возвратить ее в процесс, отходящие газы из домны направляются в т.н. «кауперы», где газы отдают часть тепла. Сначала эти газы направляются в один из кауперов, в то время как через второй продувается воздух для последующей подачи в домну, где он нагревается. Через определенные промежутки времени потоки меняются местами.

Одновременно с восстановлением железа происходят процессы отделения пустой породы от целевого продукта через образование шлака при взаимодействии примесей с флюсовыми добавками. Конечный шлак на 85-95% состоит из SiO2, Al2O3 и СаО; остальное — MgО (2-10%), FeO (0,2-0,6%), MnО (0,3-2%) и 1,5-2,5% серы в виде CaS. Стремятся создать наиболее легкоплавкий шлак, поэтому, в зависимости от типа примесей в используемой руде в шихту добавляют либо кислые (SiО2), либо щелочные компоненты (оксиды кальция и магния).

Для выпуска жидких продуктов плавки используют раздельно чугунные и шлаковые летки.

Поскольку шлак – многокомпонентная система, кроме того, процесс перехода из твердого в жидкое состояние осуществляется в достаточно большом интервале температур, вязкость шлака определяется не только температурой, но и составом шлака, поэтому у каждого типа шихты свои особенности.

Еще одна проблема, которая наблюдается в доменном процессе и которую решают для каждого типа шихты по-разному – это проблема серы. Сера – вредный элемент, ухудшающий качество металла. Она является причиной красноломкости стали и ухудшает качество литейных чугунов, увеличивая вероятность образования раковин в отливках. Ограничения по сере для стали и литейного чугуна весьма серьезны – в этих материалах ее не должно быть более нескольких сотых процента. Вместе с тем, если не принимать каких-либо специальных мер, в чугуне может набраться до 0,9% серы. Поскольку серу легче удалять из руд и чугунов, чем из стали, именно на стадии подготовки компонентов шихты и в доменном производстве эти операции и производятся.

Хотя значительное количество серы удаляется при огневой обработке руд (агломерации и обжиге окатышей), очень много серы вносится в доменную печь с коксом и железорудными материалами в виде сернистого железа (пирита FeS2), барита BaSO4 и гипса CaSO4 * H2O.

Часть серы удаляется при проведении технологических процессов естественным путем через образование газов (SO2, H2S и др.), но это лишь небольшая часть, по оценке для обычного доменного процесса порядка 15%. Поэтому основное внимание обращается на перевод соединений серы, растворяющихся в чугуне, в соединения, в нем не растворяющихся, например, по реакции:

FeS + CaO = CaS + FeO
FeO + C = Fe + CO

FeS +CaO + C = CaS +Fe + CO

Существуют и другие способы десульфуризации, что позволяет в целом решать эту проблему при использовании самых различных руд.

Конечными продуктами доменной плавки являются чугун (целевой продукт) и шлак и доменные газы (побочные продукты производства). Нас в данном случае интересует только чугун, на нем и остановимся.

Чугун представляет собой многокомпонентный сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем и серой. В зависимости от назначения чугуна в нем могут содержаться и другие вещества, содержание которых регламентируется соответствующими стандартами.

Основной вид чугуна, производимый в доменном производстве, — это передельный чугун (до 90% от всего выпускаемого чугуна), который затем используют для получения различных видов сталей.

Производство чугуна имеет и самостоятельное значение, поскольку некоторые виды используют для отливок. Для получения чугунных отливок используется и небольшая часть передельного чугуна. Некоторые типы чугунных изделий можно оцинковывать, но об этом мы поговорим позже.

В зависимости от назначения чугуна последний перевозится от доменных печей чугуновозами в жидком виде либо в сталеплавильные цехи, либо на разливочные машины (при выплавке товарного чугуна).

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

Разновидности шлака

Металлургические

Подразделяются на шлаки цветной и чёрной металлургии. К шлакам чёрной металлургии относятся:

  • Доменный шлак, получаемый путём выплавки чугуна из железных руд. Его свойства зависят от режимов плавки, применяемого для получения расплавов топлива и флюсов-присадок.
  • Сталеплавильные. Их получают в мартеновском, конвертерном или электросталеплавильном производстве.
  • Ферросплавные, Виды ферросплавных шлаков подразделяются на подвиды с преобладанием того элемента, который добавлялся в расплав стали для получения ферросплава, а это может быть кобальт, хром, марганец молибден, кремний и т. д.

Шлаки цветной металлургии: к ним относятся отходы медеплавильного, никелевого, свинцового и цинкового производства.

Фосфорные

Получаются как отходы производства фосфорных удобрений. Используются в производстве пемзы или минеральной ваты. В качестве присадки к цементам добавляют, только если бетонные изделия из такого цемента проходят стадию высокотемпературного пропаривания.

Зольные

Представляют собой остаток от сжигания твёрдого угля и горючих сланцев. В жилищном строительстве практического применения не находят из-за высокого содержания в них радионуклидов, но могут применяться при производстве тротуарной плитки или если применяются как наполнители для асфальтовых смесей, где возможное образования пыли будет связываться смолистыми фракциями. Имеет значение ещё и метод охлаждения этих шлаков сразу после их образования: если охлаждение происходило водой, то есть быстро, образуется стекловидная структура, которая более стойкая, чем микрозернистая, получаемая при медленном, естественном остывании.

Области применения: где используют?

Современная промышленность и технологическое развитие справились с недостатками материала с помощью модифицированных присадок и органических добавок, которые улучшили качество продукта и придали ему широкий спектр для возможной эксплуатации. Шлакоблок используется для отстроя промышленных и жилых помещений. Пригоден не только для возведения стен, но и для фундаментальных и несущих конструкций.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×