冶金スラグの特徴と用途

冶金スラグは、道路の埋め戻しやその他の活動分野での用途が見出されます。その構成と密度、生産機能は、業界にとって特に興味深いものです。それが冶金学にあるもの、それがどのように使用されるかについて、より詳細に話す価値があります。

鉄および非鉄金属の製錬からは、多くの副産物が残されます。主な生産廃棄物はスラグです。それは鉱石の崩壊生成物であり、不均一な組成、異なる特性および特徴を有する可能性があります。 冶金スラグは、鋼や鉄の製錬後に残る灰とともに得られます。 加工後も生産されたままであり、その後の廃棄または独立した材料としての再利用が必要です。

金属スラグは、高温処理の製品です。 これらは、多成分構造を持つケイ酸塩系の廃棄物です。長い間、スラグはあまり関心を示さずに単に処分されていました。 20世紀後半にすべてが変わりました。冶金廃棄物が建設、農業、および道路網の敷設に積極的に使用され始めたのはこの瞬間からでした。

冶金スラグの組成は不均一です。実際、それは酸化物の化学合金であり、体積の90〜95％を占めています。残りのシェアは、硫化物、硫酸塩、ハロゲン化合物に分類されます。 酸化物の含有量に応じて、スラグは塩基性（最大1％の指標）、モノケイ酸塩（1％）、重ケイ酸塩（2％）、酸性（最大3％）に分けられます。

残りの特徴を挙げてみましょう。

1. 立方体の比重。 バルク品で0.7～1.9トン、塊品で0.7～2.9トンです。
2. ハザードクラス。 すべての冶金スラグについて、IV度が確立されています。これは、冶金廃棄物が環境に有害であり、適切な処分と処理が必要であることを意味します。
3. 密度。 その性能は 750 から 1100 kg/m3 までさまざまです。
4. 金属1トンあたりの生産量。 鉄系金属の場合、100～700kgの範囲です。現代の生産には、さまざまな金属製錬プロセスの使用が含まれます。高炉では平均値が 80 kg/t、平炉では約 30 kg/t であり、転炉技術では 18 kg/t を超えません。非鉄冶金では、金属 1 トンあたり最大 200 トンのスラグが生成されます。

これらすべての指標は、冶金産業からの廃棄物をさらに使用する際に考慮されます。

製造方法によると、冶金のスラグはいくつかのグループに分けられます。工場の条件では、廃棄物処理は他のプロセスと同時に発生します。例えば、製鋼時の転炉スラグの分離は、溶湯を吹き込む工程で行われます。すべての異物含有物は酸化されてから除去されます。

鉄系金属の製錬では、主にキューポラによる製錬が行われます。 これらは、もともと銑鉄の生産に使用されていたシャフト型炉です。この方法は効率が高く、高炉処理とは異なり、合金の化学組成を変化させません。スラグは特別なノッチを通って下降します。

他のタイプの炉は、非鉄金属を溶解するために使用されます。フィルムで覆われた結果のスラグは、特別な方法で処理されます。

技術の向上にもかかわらず、鉄冶金でスラグを得る主な方法は、溶鉱炉または平炉で金属を溶かすプロセスです。 この場合、比重が低いため、廃棄物の回収が行われます。スラグは鋳鉄の表面の上に浮かび、特別なノッチを通して取り除かれます。平炉溶解法では、廃棄物も鋼の液体塊の上に蓄積しますが、それらの収集は難しくありません。

冶金スラグの主な分類は、その製造方法と組成に基づいています。素材のさらなる用途を決定するのは彼らです。 基本的な部門は、廃棄物を鉄および非鉄の冶金から区別します。 2番目のグループはそれほど多くはなく、カルシウムとマグネシウムの不純物を含むかなりの量の酸化鉄が含まれており、より価値のある不純物も組成物に含まれています。

鉄金属の生産で得られるスラグのグループは、より多様です。 それらは4つのタイプに分けられます。

1. 合金鉄。 対応する合金の製造中に形成されます。このようなスラグには、鉄に加えて、シリコン、マンガン、クロム、およびその他の種類の不純物が含まれています。
2. キューポラ。 それらは、特殊な炉であるキューポラで鉄を製錬することによって得られます。それらは、結果として生じるフラックス、コークス、燃焼、灰、および金属酸化生成物で構成されています。それらの酸化物の割合は90％に達します。得られた製品は 3% を超える酸性度を持ち、ミネラル、アルミノシリコンのガラス質粒子を放出します。
3. 製鋼。 それらは、ユニットの種類に関係なく、オープンスチール精錬中に取得されます。これらは、揮発性化合物を含まない低密度の酸化物であり、多くの場合、かなりの割合の汚染物質を含んでいます。このタイプのスラグは、鉄とマンガンの酸化生成物の含有量が高いという特徴があります。
4. ドメイン。 最も一般的なタイプは、ケイ酸塩またはアルミノケイ酸塩構造を持っています。化学組成に応じて、冷却中にスラグは石の構造を獲得し、そこから砕石または他の建築材料が得られますが、砕けて粉末になることもあります。材料のその後の目的地を決定するために、特別な品質管理システムが使用されます。

それらの組成によると、冷却後の鉄系冶金スラグは、腐敗岩と非腐敗岩に分けられます。 2番目のグループは、石の形成の形をとります。腐敗変種は通常、その鉱物組成に応じてカテゴリに分類されます。

最も一般的なオプションは次のとおりです。

• ケイ酸塩 - 廃棄中に、それらは細かい粉末粒子に分解します。
• 石灰質 - さまざまなサイズのパン粉に砕かれます。
• マンガン - 湿気の多い環境で溶けます。
• 腺 - 湿気の影響でひび割れしやすい。

外部環境の影響を受けても分解しないスラグは、砕石やその他の種類の建築用石材の製造の基礎として使用されます。 処理方法に応じて、特殊なドラムでセミドライ方式で冷却および粉砕するか、強力な水噴射の「ウェット」効果にさらします。

粒状スラグ - 鉄金属の高炉製錬からの廃棄物 - は、その後の処理に最も利用しやすいものです。建設業界における彼らの役割を過大評価することは困難です。素材は天然石より安価な砕石を原料としています。 完成品は次のように使用されます。

• 道路の建設のため - 埋め戻しとして;
• 鉄筋コンクリート製品の製造;
• 農業では、土壌排水として;
• コンクリートの製造において、フィラーとして。

合金鉄の製造や製鋼で得られるスラグは、粉末状の不純物の形でセメントに添加されます。 このような組成物は、耐薬品性が向上する。ポルトランドセメントクリンカーと組み合わせることで、素材の物性をさらに向上させることが可能です。液体ガラスまたはソーダと混合された粒状スラグは、低温で硬化するコンクリート混合物の製造に使用されます。

スラグを鋳造すると、舗装スラブや縁石、内装の床材などの完成品を得ることができます。 また、この方法では、パイプとそれらの付属品、ファサードの装飾を作成できます。生産コストが大幅に削減され、その特性の点で、完成した素材は、金属製または鉄筋コンクリート製の従来の類似物に劣りません。鋳物は溶融スラグを成形して作られます。

ミネラルウールは、粘性高炉、鋼製精錬、キューポラの原料から入手できます。 これを行うために、液体状態に加熱された組成物は、繊維の形成のために延伸機に送られます。