Laitier granulé de haut-fourneau : production, composition, GOST

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Le laitier granulaire de haut-fourneau est un déchet de la production métallurgique. Pour être plus précis, il s'agit de la matière première qui reste après la fusion de la fonte brute dans les hauts fourneaux.

Qu'est-ce que le laitier et d'où vient-il ?

Afin de produire des matières premières telles que la fonte brute, certaines matières premières doivent être chargées dans le haut fourneau. Ces matériaux étaient le minerai de fer, la pierre fondante, le coke. A la sortie du four, seules deux substances sont obtenues - il s'agit de la fonte brute et du laitier. La composition du laitier de haut fourneau comprend des substances telles que le quartz, les oxydes d'aluminium (traitement à partir de minerai de fer), les oxydes de calcium et de magnésium (déchets de pierres de fondant). Le laitier fondu obtenu à la sortie de l'unité de haut-fourneau peut avoir une température de 1500 degrés Celsius, voire plus dans certains cas. Naturellement, un refroidissement du matériau est nécessaire. Actuellement, les usines n'utilisent que 4 principaux types de traitement des scories de haut fourneau.

• La première méthode consiste à refroidir la matière première avec de l'eau froide ordinaire. Cette opération est aussi appelée gonflement du laitier.
• La deuxième méthode utilise le refroidissementsubstances à l'aide d'air.
• La troisième voie est écrasante.
• Quatrième - meulage.

Principaux composants du matériau et résultats du traitement

Il est important de noter ici que le choix de la méthode de traitement du laitier de haut fourneau déterminera le type de substance qui sera finalement obtenue et ses propriétés. Chaque méthode confère des qualités uniques à la matière première. Une autre observation importante est que les principaux oxydes qui font partie du laitier - les oxydes de magnésium, de calcium et d'aluminium, ne se présentent pas dans la nature sous une forme libre. En d'autres termes, ils n'existent pas et ne peuvent être obtenus qu'en traitant des scories et du minerai de fer dans un haut fourneau. Outre les principaux oxydes, la composition de la substance comprend des composés de manganèse, de fer et de soufre, du quartz.

Par exemple, si vous recourez au refroidissement du matériau usé avec de l'air, la composition du laitier de haut fourneau sera approximativement la suivante: silicates et matériaux aluminosilicates tels que la wolastonite, la mélilite et la merwinite.

Comment se déroule le processus de granulation ?

Le processus de granulation d'une substance est réalisé par la méthode de refroidissement rapide des matières premières fondues. Il est important d'ajouter ici que dans certains cas un procédé de broyage mécanique peut être ajouté, soit du laitier encore liquide, soit déjà à moitié solidifié. Le but principal de cette opération est de transformer de gros morceaux de matériau en grains plus petits qui seront plus pratiques à traiter à l'avenir, ainsi que d'améliorer la qualité de l'activité hydraulique. ceune opération très importante, car cette propriété est la plus importante, puisque le laitier peut être utilisé comme élément constitutif des ciments de laitier, et peut également agir comme additif au ciment Portland.

Vous devez comprendre qu'il n'y a pas de production spéciale de laitier de haut fourneau en tant que tel. Il est obtenu uniquement en traitant du minerai et d'autres substances dans un haut fourneau.

Méthodes de granulation

Il faut savoir que pour la granulation des déchets de production, c'est-à-dire des scories, il existe plusieurs méthodes, ainsi que des appareils qui réalisent cette opération. En fonction de la teneur en humidité du laitier obtenue au final, les installations sont divisées en types. Il existe des unités pour la granulation humide et semi-sèche.

Si la méthode de granulation par voie humide est appliquée, le laitier chargé dans les seaux à laitier sous forme chaude est acheminé vers des bassins en béton armé remplis d'eau. Après cela, des louches, il se fond dans ces piscines à travers des gouttières spéciales. Un léger avantage de la méthode est que les piscines sont divisées en plusieurs sections. Cela permet au processus de refroidissement d'être effectué presque en continu. Lorsque la substance chauffée au rouge fusionne dans une section, le laitier de haut fourneau déjà refroidi peut être déchargé de l'autre en même temps. Pour l'expédition des matières premières, les usines disposent de grues à benne preneuse qui les livrent directement aux wagons de type ouvert. Après cela, les scories sont livrées soit à l'entrepôt, soit directement au consommateur.

Contenuhumidité

Il convient de noter ici que la teneur en humidité du matériau dépend du poids total du laitier de haut fourneau qui passe par le processus de granulation. En d'autres termes, plus la structure des grains est poreuse, plus il reste d'humidité en eux. La formation de pores dans le laitier granulaire solidifié se produit sous l'action des gaz. Ces substances volatiles sont contenues dans la matière première fondue et commencent à s'évaporer lorsque la température du laitier diminue, c'est-à-dire lorsqu'il est refroidi. Cependant, il est important de noter ici que le refroidissement et la solidification du matériau se produisent si rapidement que le gaz n'a pas le temps de s'évaporer du laitier. Il reste à l'intérieur sous forme de petites bulles, qui créent la structure poreuse des grains. La porosité et, de ce fait, la teneur en humidité du laitier dépendent également directement des conditions qui sont utilisées directement dans le processus de refroidissement du laitier. Autrement dit, non seulement le résultat final, mais aussi la structure elle-même dépend du choix de la méthode.

Méthode semi-sèche

Les scories semi-sèches sont obtenues en utilisant la méthode de broyage mécanique, ainsi qu'en jetant dans l'air des scories pré-refroidies, mais en même temps pas encore solidifiées. Ainsi, la structure du matériau s'avère beaucoup plus dense, ce qui augmente considérablement le poids physique d'environ une fois et demie, par rapport au poids que le laitier aurait s'il passait par granulation humide, ayant la même quantité initiale de substance. Si nous parlons d'une caractéristique telle que l'humidité, alors pour les matières premières humides, cette valeur est comprise entre 15 et 35%, assezrarement 10 %. Alors que la granulation sèche s'accompagne d'une humidité du laitier variant de 5 à 10 %. Si nous comparons le poids volumétrique, alors avec une méthode de traitement par voie humide, il se situera entre 400 et 1000 kg / m, et avec une méthode sèche - entre 600 et 1300 kg / m. Ici, il convient d'ajouter qu'avec une augmentation de la température de fusion du haut fourneau, le poids final du laitier de haut fourneau diminuera.

Il est important d'ajouter que la plupart des usines utilisent la granulation humide, malgré le fait que la méthode présente plusieurs inconvénients:

• Consommation élevée de carburant pour sécher le matériau avant qu'il ne se casse.
• La productivité des équipements de séchage des scories est faible.
• Congélation des scories humides dans les wagons, entrepôts et autres zones de stockage en hiver.

Laitier de haut fourneau GOST 3476-74

Cette norme décrit toutes les exigences techniques, les méthodes d'essai et les règles d'acceptation, ainsi que les méthodes de stockage et de transport du laitier de haut fourneau. L'un des points du document d'état concerne la teneur en humidité des matières premières. Il est dit que le pourcentage d'humidité doit correspondre à celui qui a été convenu entre le client et le fournisseur. En d'autres termes, on peut dire que le client choisit la méthode de granulation du matériau.