Мал. 1 - Жужільний кар'єр.
Швидке охолодження водою мінерального розплаву:
Залізнична гілка зі складом вагонів-ковшів зі шлаком. Вивантаження шлакового розплаву. Охолодження маси цівками води, що ллються з отворів на кромці кар'єра. Вибивання Пристая до днища шлаку невеликим краном з гирею.
Шлаки - основна маса відходів металургійних процесів. Шлаки утворюються в результаті спікання окремих частинок на колосникових гратах при температурі понад 1000 ° С або при охолодженні розплавленої мінеральної частини палива при температурі понад 1300 ° С.
У зв'язку з інтенсифікацією процесів спалювання твердого палива і переходом до використання в тепловій енергетиці многозольние видів вугілля і сланців перспективно застосування топок з рідким шлакоудалением. Продуктами рідкого шлаковидалення з енергетичних топок є паливні гранульовані шлаки, що утворюються в результаті швидкого охолодження водою мінерального розплаву. Рідке шлаковидалення забезпечується підігрівом повітря до температури близько 700 ° С або зниженням температури плавлення мінеральної частини палива при добавці до неї флюсу.
Шлаки видаляють гідравлічним або сухим способом. При гідравлічному способі, що має поки більшого поширення, золи і шлаки змішуються.
Хімічний склад гранульованих шлаків, отриманих з одного і того ж палива, але із застосуванням різних способів видалення, дещо різниться. У топках паливо спалюють в умовах надлишку повітря, т. Е. В слабо окислювальному середовищі, в результаті чого в кускових шлаках утворюються сполуки тривалентного заліза. При рідкому шлаковидалення іон Fе3 + відновлюється до Fе2 + внаслідок безпосередньої взаємодії Fе2 O3 з вуглецем.
Гранульовані шлаки стійкі до силікатної і залізистих розпаду, не вступають в реакцію з оксидами лужних металів в цементі, незважаючи на наявність в них значної кількості аморфного SiO2.
Розчинна кремнезем зумовлює пуццолановий характер взаємодії шлакових зерен з цементним каменем. Реакційна здатність підвищується зі збільшенням кількості СаО в стеклофазой і знижується при збільшенні кількості Fе2 O3.
Безпосередній вплив на гідравлічну активність шлаків має їх фазовий склад. Структура зерен шлаку залежить від умов охолодження. Так, шлакові зерна, отримані при безпосередньому потраплянні розплаву в воду, т. Е. За відсутності умов кристалізації, складаються з однорідного алюможелезістосілікатного скла. У повітряних умовах шлаковий розплав характеризується більш повільним режимом охолодження, що сприяє утворенню зародків кристалів, внаслідок чого структура шлаку відрізняється закристаллизованности.
Гранульовані шлаки від спалювання вугілля з нізкокальціевой мінеральної частиною відносяться до труднокрісталлізующімся навіть при відносно повільному охолодженні, містять не більше 10-15% кристалічних компонентів.
Фізико-механічні характеристики шлаку, його структура залежать від виду палива, що спалюється і способу його видалення. Серед загальної маси шлаку можна виділити щільні і пористі зерна з різною кількістю відкритих і закритих пор. Середня щільність таких зерен може коливатися від 2,6 до 1,5 г / см 3. в рідкісних випадках зустрічаються зерна із середньою щільністю до 1 г / см 3. Справжня щільність шлаку в основному 2,3-2,7 г / см 3 . насипна знаходиться в межах 1100-1700 кг / м 3.
Менша механічна міцність гранульованих шлаків в порівнянні з відвальними пояснює їх поліпшену размаливаемость. На тонке подрібнення грануліруемих шлаків потрібно в 1,3-1,5 рази менше енергії, ніж на подрібнення відвальних шлаків.