¿Qué es la escoria?
La escoria recibe el nombre completo de escoria granulada molida de alto horno (GGBF), un subproducto producido por las plantas de fundición metalúrgica. Además del mineral de hierro y el combustible (coque), también se deben mezclar piedra caliza y dolomita apropiadas para reducir la temperatura de fundición en el proceso de fundición.
El óxido de calcio en la piedra caliza, el óxido de magnesio en la dolomita, los minerales residuales en el mineral de hierro y las cenizas en el coque se funden en el alto horno para producir una masa fundida que contiene silicato y aluminato.
Escorias
La masa fundida que flota sobre la superficie del hierro fundido se descarga por el puerto. Después de ser apagado por el aire y el agua, forma partículas granulares (GGBF).
La escoria descargada tiene un gran volumen. Y varía según la ley del mineral y el método de fundición. Por ejemplo, cuando se produce 1 tonelada de arrabio, se descargan de 1 a 1,2 toneladas de escoria del mineral de hierro pobre, pero sólo 0,25 toneladas de escoria se descargan del mineral de hierro de alta calidad.
Con la mejora de la tecnología moderna de beneficio y fundición, la cantidad de escoria producida por cada tonelada de arrabio se ha reducido significativamente.
La composición y propiedades de la escoria son diferentes según diferentes procesos de fundición y materias primas. Y existen principalmente dos métodos para la clasificación de escorias.
Clasificación de escoria
Por tipos de arrabio fundido
- Escoria fundida: escoria descargada durante el proceso de fundición y colada.
- Escoria siderúrgica: escoria descargada al fundir el arrabio para la fabricación de acero.
- Escoria especial: escoria que se descarga al fundir arrabio con otros componentes metálicos.
Por la basicidad de la escoria.
La relación entre los óxidos básicos y los óxidos ácidos de la escoria se denomina basicidad de la escoria de alto horno ("B" para abreviar), B%=(CaO%+MgO%)/(SiO%+Al 2 O 3 % ).
Según su basicidad, las escorias se pueden dividir en tres tipos:
- Escoria alcalina: B>1.
- Escoria neutra: B=1.
- Escoria ácida: B<1.
Este es el método de clasificación más utilizado para la escoria de alto horno. La relación de basicidad refleja intuitivamente la relación entre la composición de los óxidos básicos y los óxidos ácidos en la escoria.
Composición de escoria
Composición de escoria
Los principales componentes químicos de la escoria son SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, MnO, FeO, S, etc. Además, algunas escorias también contienen trazas de TiO 2 , V 2 O 5 , Na 2 O, BaO, P 2 O 5 , Cr 2 O 3 , etc. La cantidad de CaO, SiO 2 y Al 2 O 3 representan más del 90% del total de escorias.
| tipos de escoria | Escoria común | escoria de ferromanganeso | Escoria de vanadio | |
| Composición química % | cao | 31-50 | 28-47 | 20-30 |
| SiO2 | 31-44 | 22-35 | 19-32 | |
| Al2O3 _ | 6-18 | 7-22 | 13-17 | |
| MgO | 1-16 | 1-9 | 7-9 | |
| MnO | 0,05-2,6 | 3-24 | 0,3-1,2 | |
| FeO | 0,2-1,5 | 1.2-1.7 | 1.2-1.9 | |
| S | 0.2-2 | 0,17-2 | 0,2-0,9 | |
| TiO2 | - | - | 6-31 | |
| V2O5 _ | - | - | 0,06-1 | |
Aplicación integral de escorias
Cemento de escoria
Proceso de producción de cemento de escoria.
1. Cemento de escoria Portland
El cemento de escoria Portland (PSC) está hecho de clinker de cemento Portland, escoria granulada de alto horno y entre un 3% y un 5% de yeso.
Al moler cemento de escoria , la cantidad de escoria de alto horno puede representar del 20% al 85% del peso total del cemento, lo que es muy beneficioso para mejorar la calidad y reducir el costo de producción del cemento.
Comparado con el cemento ordinario, el PSC tiene las siguientes características:
En primer lugar, tiene una fuerte resistencia a la disolución y la erosión, por lo que puede usarse en conservación de agua, puertos marítimos y proyectos subterráneos.
Sin embargo, la resistencia a la corrosión del cemento de escoria es peor que la del cemento ordinario en agua ácida y agua salada de magnesio.
En segundo lugar, el PSC tiene un calor de hidratación más bajo, lo que es adecuado para verter hormigón de gran volumen.
En tercer lugar, al tener una mayor resistencia al calor, funciona mejor que el cemento común en talleres de alta temperatura y cimientos de altos hornos.
2. Cemento de escoria de yeso
El cemento de escoria de yeso es un material cementoso hidráulico que se obtiene mezclando y triturando escoria seca y yeso, PSC o cal en una proporción determinada.
En la formulación del cemento de escoria de yeso, la escoria de alto horno es la principal materia prima y representa aproximadamente el 80% del total de los componentes.
Este cemento de escoria de yeso tiene bajo costo y buena resistencia al ataque de sulfatos y permeabilidad, y es adecuado para la construcción hidráulica y la fabricación de diversos bloques prefabricados.
3. Cemento de escoria de cal
El cemento de escoria de cal es un material cementoso hidráulico que se obtiene mezclando y granulando escoria seca, cal viva y yeso natural en una proporción adecuada.
La cantidad de cal se añade generalmente entre un 10% y un 30%. Desempeña la función de estimular los ingredientes activos en la escoria para producir aluminato de calcio hidratado y silicato de calcio hidratado.
El cemento de escoria de cal se puede utilizar para diversos preproductos de hormigón curado con vapor, hormigón no armado en agua, subterráneo o pavimento, y mortero de construcción industrial y civil.
Ladrillos de escoria
Proceso de producción de ladrillos de escoria.
El ladrillo de escoria se fabrica mezclando, regando, triturando y prensando escoria y piedra caliza. En el proceso de producción de ladrillos de escoria, el tamaño de partícula de la escoria es generalmente menor que 8 mm, y la temperatura del vapor inyectado en el horno es de aproximadamente 80 ℃ a 100 ℃, el tiempo de mantenimiento es de aproximadamente 12 horas.
El ladrillo compuesto por un 87% a un 92% de escoria granulada de alto horno, un 5% a un 8% de cemento y un 3% a 5% de agua tiene una alta dureza que puede alcanzar hasta 10 MPa, pudiendo ser utilizado en el uso común. casa y construcción subterránea.
Además, el ladrillo con mayor dureza se puede fabricar mezclando 40% de escoria en polvo y 60% de escoria granulada de alto horno molida y curado en autoclave durante aproximadamente 6 horas bajo una presión de vapor de 1,0 MPa a 1,1 MPa.
Los ladrillos de escoria tienen las siguientes ventajas sobre los ladrillos tradicionales:
Ladrillos de escoria
1 Amplia fuente de materias primas y bajo coste.
Las principales materias primas son las cenizas volantes, la escoria, la arena y el polvo de piedra. Los materiales se pueden llevar localmente, lo que tiene una alta tasa de utilización, bajo costo y alta rentabilidad.
2 Proceso simple y fácil operación
Los materiales como escoria, cenizas volantes y arena se polimerizan mediante un agente generador de gas y un agente de refuerzo, y luego se forman fácilmente con un equipo especial.
3 Bajos requisitos para las condiciones de producción.
El sencillo cobertizo industrial se puede utilizar como fábrica y los productos se pueden almacenar al aire libre sin almacén.
4 Pequeña inversión y método de producción flexible.
El negocio puede comenzar con una pequeña inversión y escala. Y puede producirse en una planta fija o puede producirse en un sitio móvil.
Hormigón de escoria
1. Hormigón de escoria húmedo y triturado.
El hormigón con escoria húmeda y molida se elabora con escoria como materia prima principal. El método de producción consiste en moler escorias y activadores (agua, cemento, cal y yeso) y mezclarlos con agregado grueso.
| Artículo | La proporción de mezcla de diferentes grados de concreto%. | |||
| M15 | M20 | M30 | M40 | |
| Cemento | — | — | No más de 15 | No más de 20 |
| Cal | 5-10 | 5-10 | No más de 15 | No más de 5 |
| Yeso | 1-3 | 1-3 | 1-3 | 0.3 |
| Agua | 17-20 | 16-18 | 15-17 | 15-17 |
| Relación agua-cemento | 0,5-0,6 | 0,45-0,55 | 0,35-0,45 | 0,35-0,4 |
| Lodo: Escoria | 1:1-1:1.2 | 1:0,75-1:1 | 1:0,75-1:1 | 1:0,5-1:1 |
2. Hormigón de escoria y grava.
El proceso de producción del hormigón de escoria y grava es similar al del hormigón ordinario, pero el consumo de agua es ligeramente mayor. El agua añadida generalmente se mide por el peso de la escoria, que representa aproximadamente el 1% o el 2% del peso total de la escoria.
Generalmente, cuando la resistencia del hormigón preparado con escoria y grava es la misma que la del hormigón preparado con áridos naturales, la cantidad de hormigón se puede ahorrar en un 20%.
El hormigón de escoria y grava tiene los siguientes beneficios:
- Puede mejorar eficazmente la resistencia del hormigón al agua de mar, especialmente adecuado para la ingeniería del agua de mar.
- Puede reducir significativamente el calor de hidratación del hormigón, adecuado para la preparación de hormigón de gran volumen.
- Puede inhibir la reacción álcali-agregado y mejorar la durabilidad del hormigón.
- Puede aumentar considerablemente la resistencia del hormigón.
- Puede mejorar la densidad del hormigón y mejorar la impermeabilidad del hormigón.
- Puede reducir el costo del concreto.
Ingeniería de carreteras con balasto de escoria
La escoria y la grava tienen propiedades hidráulicas que pueden utilizarse en la construcción de carreteras.
La piedra de escoria triturada contiene muchos agujeros pequeños, lo que tiene un buen rendimiento de reflexión difusa y un gran coeficiente de fricción.
También tiene mayor resistencia al calor que la piedra triturada común y es más adecuada para la pista de aterrizaje del aeropuerto.
algodón de escoria
El algodón de escoria está hecho principalmente de escoria, que tiene las propiedades de conservación del calor, aislamiento acústico y frío. La composición química y las propiedades físicas se muestran en las siguientes tablas.
Composición química del algodón de escoria.
| Componente | SiO2 | Al 2 0 3 | cao | MgO | S |
| Contenido/% | 32-42 | 8-13 | 32-43 | 5-10 | 0,1-0,2 |
Propiedades físicas del algodón de escoria.
| Conductividad térmica /W·m -1 ·k -1 | Temperatura de sinterización/℃ | Densidad/g·cm -3 | Densidad de fibra /μm | Rango de temperatura aplicable /℃ |
| 0,033-0,041 | 780-820 | 0,13-0,15 | 4-6 | -200-800 |
Hay dos métodos para producir algodón de escoria: método de soplado y método centrífugo. Método de soplado: las materias primas fundidas y fluidas se soplan mediante vapor de pulverización o aire comprimido para producir algodón.
Método centrífugo: la materia prima se funde en el horno y cae sobre el disco giratorio para producir escoria de algodón.
La principal materia prima del algodón de escoria es la escoria de alto horno, que representa entre el 80% y el 90%. y otros materiales son dolomita, fluorita u otros como ladrillos rojos, guijarros, etc. El combustible para producir algodón de escoria es el coque.
Proceso de inyección para producir algodón de escoria.
El algodón de escoria se puede utilizar para aislamiento térmico, absorción acústica e ignifugación.
Los productos terminados que procesa incluyen productos de aislamiento térmico (tableros, fieltro y tubos), productos de absorción acústica (tableros, fieltro, tiras y correas) y productos ignífugos (tableros y fibras).
La lana de escoria se utiliza ampliamente en los sectores de metalurgia, maquinaria, construcción, química y transporte.
Escorias vitrocerámicas
La vitrocerámica es un nuevo tipo de material inorgánico que se ha desarrollado en las últimas décadas. Como materia prima para la vitrocerámica se pueden utilizar diversas rocas y piedras, que son extremadamente ricas. Y la escoria de alto horno también se puede utilizar para producir vitrocerámicas de escoria.
Las escorias vitrocerámicas están compuestas por un 62%-78% de escorias de alto horno, y un 22%-38% de sílice u otras escorias metalúrgicas no ferrosas.
La vitrocerámica de escoria se compone principalmente de los siguientes elementos químicos:
| Elementos químicos | SiO2 | Al 2 0 3 | cao | MgO | Na 2 0 | Agente de nucleación |
| Proporción | 40%-70% | 5%-15% | 15%-35% | 2%-12% | 2%-12% | 5%-10% |
Los productos vitrocerámicos de escoria son más duros que el acero con alto contenido de carbono y más ligeros que el aluminio. Sus propiedades mecánicas son mejores que las del vidrio ordinario y su resistencia al desgaste es mejor que la de la piedra fundida. Tiene buena estabilidad térmica y su rendimiento de aislamiento eléctrico es cercano al de la porcelana de alta frecuencia.
Las escorias de vitrocerámica se utilizan en la capa anticorrosión de diversos equipos de contenedores en la metalurgia, la industria química, el carbón, la maquinaria y otros sectores industriales.
El proceso de producción de vitrocerámica.
Fertilizante de escoria, silicio, calcio y magnesio.
El fertilizante de escoria, silicio, calcio y magnesio está hecho de escoria de alto horno, cenizas de horno vertical, residuos y residuos de silicio. Los materiales anteriores se funden a altas temperaturas en un alto horno o en un horno eléctrico. El producto terminado tiene un precio económico y una composición rica.
El proceso de producción de fertilizantes de escoria.
Actualmente, Francia y Luxemburgo producen el fertilizante de silicio, calcio y magnesio combinando las características de sus propios métodos de fabricación de mineral de hierro y acero. Japón y Corea del Norte también utilizan escoria para fabricar fertilizantes de silicio.
Conclusión
La escoria tiene muchas otras aplicaciones. Por ejemplo, la escoria se puede utilizar para producir ladrillos permeables, imitación de piedra y piedra artificial.
Las características de los productos de escoria como resistencia, resistencia al agua, ignifugación, aislamiento acústico, anticorrosión, resistencia a los golpes y otras también le brindan una perspectiva de mercado más amplia.
