ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА КАК ПЕРСПЕКТИВНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФУТЕРОВКИ

Аринова Сания Каскатаевна1, Алтынова Асем Ериковна2
1Некоммерческое акционерное общество Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова, доктор PhD, преподаватель
2Некоммерческое акционерное общество Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова, докторант специальности «Металлургическая инженерия»

Аннотация
Данная статья о характеристиках отходов металлургической промышленности, шлаках. В данной статье рассказывается о физико-химических свойствах шлака и возможности использования при производстве огнеупорных материалов-футеровки.

Ключевые слова: , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Аринова С.К., Алтынова А.Е. Характеристика отходов предприятий металлургического комплекса как перспективного сырья для производства футеровки // Современные научные исследования и инновации. 2023. № 12 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2023/12/101100 (дата обращения: 22.02.2024).

По сравнению с доменными шлаками с воздушным охлаждением, сталеплавильные шлаки намного тяжелее, тверже, плотнее и менее везикулярны по своей природе. Они обладают необычайно высокой стойкостью к полировке и износу поверхности дорожного покрытия.

Твердый стальной шлак имеет как блочную, так и сотовую форму. Бывший стальной шлак обладает блеском; последний не блестящий и более хрупкий. Удельный вес стального шлака зависит от вязкости, поверхностного натяжения жидкого стального шлака и количества содержащегося диоксида железа, черных металлов и пористости. Содержание влаги в стальном шлаке составляет 0,2–2,0%, удельный вес — 3,2–3,6, прочность на сжатие — от 169 до 300 МПа (43,5 фунта на квадратный дюйм), а число по шкале Мооса — от 5 до 7. Измельчаемость стального шлака ниже, чем у доменного шлака. Твердость и удельный вес выше, чем у доменного шлака. Как и шлак доменной печи с воздушным охлаждением, стальной шлак обладает превосходными свойствами сопротивления скольжению. Некоторые основные физические свойства стального шлака приведены в таблице 1.

Таблица 1. Физические свойства стального шлака

Объемная плотность (кг/м3) Удельный вес Степень раздавливания Степень удара Степень истирания Степень полировки камня
1150–1440 2,38–2,76 25–39 21–42 5–31 50–63

Шлаки при производстве чугуна и стали неизбежно образуются как побочный продукт процессов производства чугуна и стали. Основными компонентами шлаков являются CaO, SiO2, Al2O3, MgO и оксиды железа, состав шлаков зависит от процесса. В  основном производятся три типа шлаков, а именно доменный шлак, конвертерный шлак и шлак ЭДП, а типичные составы каждого шлака приведены в таблице 2. Основным компонентом доменного шлака являются SiO2 и Al2O3, поступающие из железной руды в виде пустой породы, а также CaO, добавляемый в качестве флюса в процессе спекания. С другой стороны, конвертерный шлак в основном содержит CaO, добавленный в качестве рафинирующего агента, а также SiO2 и оксиды железа, полученные в процессе окислительного рафинирования. Шлак ЭДП подразделяется на два типа: окислительный шлак и восстановительный шлак, которые образуются при рафинировании стали и восстановлении оксида железа до металлического железа соответственно.

Объем коммунальных твердых бытовых отходов в Карагандинской области составляет 7,7 млн. тонн на 213 полигонах.

По активности использования отходов на предприятиях области. «На отдельных производствах ТОО «Корпорация Казахмыс» доля обратного использования доходит до 67%, на АО «АрселорМиттал Темиртау» – от 9 до 40 %», – отмечает отдел статистки и надзора области.

Таблица 2- Типичные составы доменного шлака, конвертерного шлака и электросталеплавильного шлака (мас.%) [80]

CaO SiO2 T.Fe Al2O3 MgO
Шлак доменный 42,0 33,8 0,3 14,4

6,7

Конвертерный шлак 44,3 13,8 17,5 1,5

6,4

Электросталеплавильный шлак (шлак окисления) 26,2 17,7 21,2 12,2

5,3

Электросталеплавильный шлак (восстановительный шлак) 51,0 27,0 1,5 9,0

7,0

 

Составы шлаков, захваченных из компонентов пустой породы, зависят от состава сырья, в то время как составы других компонентов, добавляемых в качестве флюса для процессов рафинирования, предназначены для максимизации его производительности при рафинировании, и, таким образом, существует большое разнообразие компонентов и составов шлаков. Образуется около 300 кг/тонну чугуна и 100 кг/тонну стали доменного шлака и сталеплавильного шлака (конвертерного или ЭДП-шлака).

Около 80%  шлака доменной печи закаливается распылением воды, а полученный закаленный шлаковый песок доменной печи используется в основном для производства цемента, бетона и гражданского строительства. Остальное охлаждается полевым воздушным охлаждением, а медленно охлажденный шлак используется в качестве ресурса для дорожного строительства, крупного заполнителя бетона и т. д. Напротив, поскольку сталеплавильный шлак содержит капли железа в количестве нескольких процентов по весу, шлак не может быть закален разбрызгиванием воды. Поэтому шлак обрабатывается путем воздушного охлаждения, а затем измельчается и сортируется. Капли железа извлекаются с помощью магнитной сепарации, а оставшийся шлак продается для различных целей, таких как гражданское строительство, цемент или бетонные ресурсы. Шлак доменной печи полностью перерабатывается, а небольшая часть сталеплавильного шлака не может быть утилизирована из-за выделения опасных элементов, таких как тяжелые металлы или фтор. Разработка новых технологий использования такого шлака является важным решением по сокращению количества шлака, выбрасываемого на свалки без какой-либо утилизации.

Что касается мер по снижению нагрузки на окружающую среду шлаками, образующимися в процессах производства чугуна и стали, рассматриваются следующие два метода. Во-первых, это сокращение количества образующихся шлаков за счет разработки высокоэффективных процессов. Металлургические шлаки до сих пор в основном разрабатывались для увеличения производительности переработки в зависимости от шлаков. Недавние разработки процессов и шлаков основаны не только на улучшении нефтеперерабатывающих мощностей, но и на снижении нагрузки на окружающую среду, например, уменьшении количества шлака, прекращении использования опасных элементов или разработке процесса, который генерирует перерабатываемые -продукты (шлаки). Второе мероприятие — разработка нового способа использования шлака как ресурса. Метод использования шлаков производства чугуна и стали как богатого ресурса должен быть развит путем создания новых функций и дополнительных ценностей. А именно использование техногенных отходов для получения огнеупорных материалов в качестве одного из компонентов футеровки металлургических печей.


Библиографический список
  1. Металлургические шлаки., Раздел ГРНТИ: Теория металлургических процессов., Романенко А.Г. ,Металлургия, 1997 г.
  2. Шаповалов Н.А., Загороднюк Л.Х., Тикунова И.В., Щекина А.Ю., Шкарин А.В. ШЛАКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА – ЭФФЕКТИВНОЕ СЫРЬЁ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 1-1. – С. 167-172.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Алтынова Асем Ериковна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация