Caracterización y aplicación de escoria metalúrgica

La escoria metalúrgica se utiliza como lecho de carreteras y en otros campos de actividad. Su composición y densidad, características de producción son de especial interés para la industria. Vale la pena hablar con más detalle sobre qué es en metalurgia, cómo se usa.

Quedan muchos subproductos de la fundición de metales ferrosos y no ferrosos. La escoria es el principal producto de desecho. Es un producto de descomposición del mineral, puede tener una composición heterogénea, diferentes propiedades y características. La escoria metalúrgica se obtiene a la par de la ceniza que queda tras la fundición del acero y el arrabio. Permanece en producción después del procesamiento, requiere eliminación posterior o reutilización como material independiente.

Las escorias metálicas son productos de procesamiento a alta temperatura. Se trata de un residuo de tipo silicato con estructura multicomponente. Durante mucho tiempo, las escorias simplemente se eliminaron, sin interés particular. Todo cambió en la segunda mitad del siglo XX. A partir de ese momento, los residuos metalúrgicos comenzaron a ser utilizados activamente en la construcción, la industria agrícola y en el tendido de redes de carreteras.

La composición de la escoria metalúrgica no es uniforme. De hecho, es una aleación química de óxidos, ocupando del 90 al 95% del volumen. El resto son sulfuros, sulfatos, compuestos halógenos. Dependiendo del contenido de óxidos, las escorias se dividen en básicas (hasta 1%), monosilicatos (1%), bisilicatos (2%), ácidas (hasta 3%).

Enumeremos el resto de características.

1. Gravedad específica del cubo. Es de 0,7 a 1,9 toneladas para un producto a granel y para un producto a granel, de 0,7 a 2,9 toneladas.
2. Nivel de riesgo. Se establece el grado IV para todas las escorias metalúrgicas. Esto significa que los desechos metalúrgicos son dañinos para el medio ambiente y requieren una eliminación y reciclaje adecuados.
3. Densidad. Su rendimiento oscila entre 750 y 1100 kg / m3.
4. Salida para 1 tonelada de metal. Para los metales ferrosos, varía de 100 a 700 kg. La producción moderna implica el uso de diferentes procesos de fundición de metales. En un alto horno, la media es de 80 kg / t, en un horno de hogar abierto - unos 30 kg / t, con tecnología de convertidor - no supera los 18 kg / t. La metalurgia no ferrosa produce hasta 200 toneladas de escoria por 1 tonelada de metal.

Todos estos indicadores se tienen en cuenta en el uso posterior de residuos de la industria metalúrgica.

Según el método de producción, las escorias en metalurgia se dividen en varios grupos. En las condiciones de la planta, el procesamiento de residuos ocurre simultáneamente con otros procesos. Por ejemplo, la separación de la escoria del convertidor en la fabricación de acero se lleva a cabo en el proceso de soplado de metales ferrosos fundidos. Todas las inclusiones extrañas se oxidan y luego se eliminan.

Al fundir metales ferrosos, se utiliza predominantemente el método de cubilote. Se trata de hornos de eje que se utilizaron originalmente en la producción de hierro fundido. El método tiene una alta eficiencia, a diferencia del tratamiento en alto horno, no cambia la composición química de la aleación. La escoria baja a través de un orificio de grifo especial.

Se utilizan otros tipos de hornos para fundir metales no ferrosos. La escoria resultante, cubierta con una película, se procesa de una manera especial.

A pesar de la mejora de las tecnologías, el principal método de obtención de escoria en la metalurgia ferrosa es el proceso de fusión del metal en un alto horno o en un horno de hogar abierto. En este caso, la recogida de residuos se realiza debido a la menor gravedad específica. La escoria flota sobre la superficie del hierro fundido y se extrae a través de un orificio de grifo especial. Con el método de fundición de hogar abierto, los desechos también se acumulan por encima de la masa líquida de acero, su recolección no es difícil.

La principal clasificación de la escoria metalúrgica se basa en los métodos de su producción y composición. Son ellos quienes determinan cuál será el uso posterior del material. La división básica distingue entre desechos de metalurgia ferrosa y no ferrosa. El segundo grupo no es demasiado numeroso, contiene una cantidad significativa de óxidos de hierro con impurezas de calcio y magnesio, y también están presentes en la composición impurezas más valiosas.

Los grupos de escorias que se obtienen en la producción de metales ferrosos son más diversos. Se dividen en 4 tipos.

1. Ferroaleaciones. Formado durante la fabricación de las correspondientes aleaciones. Además del hierro, estas escorias contienen silicio, manganeso, cromo y otros tipos de impurezas.
2. Cúpula. Obtenido por fundición de arrabio en cúpulas - hornos especiales. Se componen de fundente formado, coque, quemado, cenizas y productos de oxidación de metales. La proporción de óxidos en ellos alcanza el 90%. El producto resultante tiene una acidez superior al 3%, libera minerales, partículas vítreas de aluminio-silicio.
3. Fabricación de acero. Se obtienen mediante fundición abierta de acero, independientemente del tipo de unidad. Se trata de óxidos de baja densidad, libres de compuestos volátiles, a menudo con una proporción significativa de contaminantes. Las escorias de este tipo se caracterizan por un alto contenido de productos de oxidación de hierro y manganeso.
4. Dominio. El tipo más común tiene una estructura de silicato o aluminosilicato. Dependiendo de la composición química, al enfriarse, la escoria adquiere una estructura pedregosa, de la que posteriormente se obtiene piedra triturada u otro material de construcción, pero también puede desmenuzarse en polvo. Para determinar el propósito posterior del material, se utiliza un sistema de control de calidad especial.

De acuerdo con su composición, las escorias de metalurgia ferrosa después del enfriamiento se dividen en rocas en descomposición y no en descomposición. El segundo grupo toma la forma de formaciones rocosas. Las variantes en descomposición generalmente se dividen en categorías según su composición mineral.

Las opciones más comunes son:

• silicato: cuando se reciclan, se desintegran en partículas finas de polvo;
• calcáreo - triturado en migas de diferentes tamaños;
• manganeso - disolviéndose en un ambiente húmedo;
• ferroso: propenso a agrietarse bajo la influencia de la humedad.

Las escorias, que no se descomponen bajo la influencia del entorno externo, se utilizan como base para la producción de piedra triturada y otros tipos de piedra de construcción. Dependiendo del método de procesamiento, se enfrían y se trituran mediante un método semiseco en tambores especiales o se someten a un efecto "húmedo" de un fuerte chorro de agua.

La escoria granulada, residuos de la fundición de metales ferrosos en altos hornos, es la más accesible para su posterior procesamiento. Difícilmente se puede sobrestimar su papel en la industria de la construcción. El material es una fuente de piedra triturada, más barata que la piedra natural. El producto terminado se utiliza:

• para la construcción de carreteras, como ropa de cama;
• en la producción de productos de hormigón;
• en agricultura, como drenaje del suelo;
• en la fabricación de hormigón, como agregado.

Las escorias obtenidas en la producción de ferroaleaciones y en la producción de acero se agregan al cemento en forma de impurezas pulverulentas. Tal composición adquiere una mayor resistencia química. En combinación con el clínker de cemento Portland, es posible mejorar aún más las propiedades físicas del material. Las escorias granuladas mezcladas con vidrio soluble o sosa se utilizan en la fabricación de mezclas de hormigón capaces de endurecerse a bajas temperaturas.

Al verter escoria, puede obtener productos terminados: losas y bordillos de pavimentación, revestimientos de pisos interiores. Además, este método le permite crear tuberías y accesorios para ellos, decoración de fachadas. Los costos de producción se reducen significativamente y, en términos de sus características, el material terminado no es inferior a las contrapartes tradicionales hechas de metal u hormigón armado. La colada se realiza moldeando escoria fundida.

La lana mineral puede obtenerse de materias primas viscosas de alto horno, fundición de acero y cubilote. Para ello, la composición calentada a estado líquido se envía a máquinas trefiladoras para formar fibras.