Metallurgilise räbu omadused ja kasutusala

Metallurgiaräbu leiab rakendust maanteede täitematerjalina ja muudel tegevusaladel. Selle koostis ja tihedus ning tootmisomadused pakuvad tööstusele erilist huvi. Selle kohta, mis see metallurgias on, kuidas seda kasutatakse, tasub rääkida üksikasjalikumalt.

Must- ja värviliste metallide sulatamisel jääb palju kõrvalsaadusi. Peamine tootmisjääk on räbu. See on maagi lagunemissaadus, millel võib olla heterogeenne koostis, erinevad omadused ja omadused. Metallurgiaräbu saadakse koos terase ja raua sulatamisel järelejäänud tuhaga. See jääb pärast töötlemist tootmisse, vajab hilisemat kõrvaldamist või taaskasutamist iseseisva materjalina.

Metallräbu on kõrgel temperatuuril töötlemise tooted. Need on silikaat-tüüpi jäätmed, millel on mitmekomponentne struktuur. Pikka aega utiliseeriti räbu lihtsalt, ilma et see oleks erilist huvi pakkunud. Kõik muutus 20. sajandi teisel poolel.Sellest hetkest alates hakati metallurgiajäätmeid aktiivselt kasutama ehituses, põllumajandustööstuses ja teedevõrkude rajamisel.

Metallurgilise räbu koostis on heterogeenne. Tegelikult on see oksiidide keemiline sulam, mis moodustab 90–95% mahust. Ülejäänud osa langeb sulfiididele, sulfaatidele, halogeenühenditele. Sõltuvalt oksiidide sisaldusest jaotatakse räbu aluseliseks (indikaatoriga kuni 1%), monosilikaatideks (1%), bisilikaatideks (2%), happelisteks (kuni 3%).

Loetleme ülejäänud omadused.

1. Kuubi erikaal. Puistetoote puhul on see 0,7-1,9 tonni, tükktoodete puhul 0,7-2,9 tonni.
2. Ohuklass. Kõigi metallurgiliste räbude jaoks kehtestatakse IV aste. See tähendab, et metallurgiajäätmed on keskkonnale kahjulikud ning nõuavad nõuetekohast kõrvaldamist ja töötlemist.
3. Tihedus. Selle jõudlus varieerub vahemikus 750 kuni 1100 kg/m3.
4. Tootlikkus 1 tonni metalli kohta. Mustmetallide puhul jääb see vahemikku 100–700 kg. Kaasaegne tootmine hõlmab erinevate metallisulatusprotsesside kasutamist. Kõrgahjus on keskmine väärtus 80 kg/t, lahtise koldega ahjus ca 30 kg/t ja konvertertehnoloogiaga ei ületa 18 kg/t. Värviline metallurgia toodab kuni 200 tonni räbu 1 tonni metalli kohta.

Kõiki neid näitajaid võetakse arvesse metallurgiatööstuse jäätmete edasisel kasutamisel.

Vastavalt tootmismeetodile jagatakse metallurgias räbu mitmesse rühma. Tehase tingimustes toimub jäätmete töötlemine samaaegselt teiste protsessidega. Näiteks konverteri räbu eraldamine terase valmistamise ajal toimub sula mustmetalli puhumise protsessis.Kõik võõrkehad oksüdeeritakse ja seejärel eemaldatakse.

Mustmetallide sulatamisel kasutatakse peamiselt kuplitega meetodit. Need on šaht-tüüpi ahjud, mida algselt kasutati malmi tootmisel. Meetod on kõrge efektiivsusega, erinevalt kõrgahjutöötlusest ei muuda see sulami keemilist koostist. Räbu laskub alla spetsiaalse sälgu kaudu.

Värviliste metallide sulatamiseks kasutatakse teist tüüpi ahjusid. Saadud kilega kaetud räbu töödeldakse spetsiaalsel viisil.

Hoolimata tehnoloogia täiustamisest on mustmetallurgias räbu saamise peamiseks meetodiks metalli sulatamine kõrg- või avatud koldeahjus. Sellisel juhul toimub jäätmete kogumine väiksema erikaalu tõttu. Räbu hõljub malmpinna kohal ja eemaldatakse spetsiaalse sälgu kaudu. Koldessulatusmeetodil koguneb terasest vedelmassi kohale ka jäätmeid, nende kogumine pole keeruline.

Metallurgilise räbu peamine klassifikatsioon põhineb selle tootmismeetoditel ja koostisel. Just nemad määravad, milline on materjali edasine kasutamine. Põhijaotus eristab jäätmeid musta ja värvilise metalli metallurgiast. Teine rühm ei ole liiga arvukas, sisaldab märkimisväärses koguses raudoksiide koos kaltsiumi ja magneesiumi lisanditega ning koostises on ka väärtuslikumad lisandid.

Mustmetallide tootmisel saadavate räbude rühmad on mitmekesisemad. Need on jagatud 4 tüüpi.

1. Ferrosulamid. Moodustub vastavate sulamite valmistamisel. Lisaks rauale leidub sellistes räbudes ka räni, mangaani, kroomi ja muud tüüpi lisandeid.
2. Kuppel. Neid saadakse raua sulatamisel kuplides – spetsiaalsetes ahjudes. Need koosnevad tekkivast räbusti-, koksi-, põlemis-, tuhast ja metallide oksüdatsiooniproduktidest. Oksiidide osakaal neis ulatub 90% -ni. Saadud toote happesus on üle 3%, vabastab mineraalid, alumiiniumi räni klaaskehaosakesed.
3. Terase valmistamine. Need saadakse avatud terase sulatamise käigus, olenemata seadme tüübist. Need on madala tihedusega oksiidid, mis ei sisalda lenduvaid ühendeid, sageli märkimisväärse osa saasteainetega. Seda tüüpi räbu iseloomustab suur raua ja mangaani oksüdatsiooniproduktide sisaldus.
4. Domeen. Kõige tavalisem tüüp on silikaat- või aluminosilikaatstruktuuriga. Sõltuvalt keemilisest koostisest omandab räbu jahtumisel kivise struktuuri, millest hiljem saadakse killustikku või muud ehitusmaterjali, kuid see võib mureneda ka pulbriks. Materjali edasise sihtkoha määramiseks kasutatakse spetsiaalset kvaliteedikontrollisüsteemi.

Oma koostise järgi jagunevad raudmetallurgia räbud pärast jahutamist lagunevateks ja mittelagunevateks kivimiteks. Teine rühm on kiviste moodustiste kujul. Lagunevad variandid jagunevad tavaliselt nende mineraalse koostise järgi kategooriatesse.

Kõige tavalisemad valikud on järgmised:

• silikaat - kõrvaldamise ajal lagunevad need peeneks pulbriosakesteks;
• lubjarikas - purustatud erineva suurusega puruks;
• mangaan - niiskes keskkonnas lahustuv;
• näärmeline - niiskuse mõjul pragunemisele kalduv.

Räbu, mis väliskeskkonna mõjul ei lagune, võetakse aluseks killustiku ja muude ehituskiviliikide valmistamisel. Olenevalt töötlemismeetodist jahutatakse ja purustatakse need poolkuival meetodil spetsiaalsetes trumlites või allutatakse tugeva veejoa “märjale” mõjule.

Granuleeritud räbu – mustmetallide kõrgahjus sulatamisel tekkivad jäätmed – on edasiseks töötlemiseks kõige kättesaadavamad. Nende rolli ehitussektoris on raske üle hinnata. Materjal on killustiku allikas – odavam kui looduslik kivi. Valmistoodet kasutatakse:

• tee ehitamiseks - täitepinnana;
• raudbetoontoodete valmistamisel;
• põllumajanduses pinnase äravooluna;
• betooni valmistamisel täiteainena.

Ferrosulamite tootmisel ja terasetööstuses saadud räbu lisatakse tsemendile pulbriliste lisanditena. Selline koostis omandab suurenenud keemilise vastupidavuse. Kombinatsioonis portlandtsemendi klinkriga on võimalik materjali füüsikalisi omadusi veelgi parandada. Granuleeritud räbu, mis on segatud vedela klaasi või soodaga, kasutatakse betoonisegude valmistamisel, mis võivad madalal temperatuuril kõveneda.

Räbu valamisel saab valmistooteid: sillutusplaate ja äärekive, sisepõrandakatteid. Samuti võimaldab see meetod luua nende jaoks torusid ja liitmikke, fassaadi kaunistamist.Tootmiskulud vähenevad oluliselt ja oma omaduste poolest ei jää valmis materjal alla traditsioonilistele metallist või raudbetoonist analoogidele. Valamine toimub sularäbu vormimise teel.

Mineraalvilla saab viskoossest kõrgahju-, terassulatus-, kuplitoormest. Selleks saadetakse vedelasse olekusse kuumutatud kompositsioon tõmbemasinatesse kiudude moodustamiseks.