Granulovaná struska neboli granulovaná struska - jemnozrnný (<10 mm) sypký vícesložkový materiál, převážně sklovitý, získaný rychlým ochlazením tekuté horké strusky vodou , vznikající např. při tavení železa ve vysoké peci nebo konvertoru .
Má dobré adstringentní vlastnosti. Používá se např. při výrobě cementu jako aktivní minerální přísada. Z granulované strusky se navíc vyrábí mletá granulovaná struska, která se používá k výrobě betonu .
Struska byla historicky vedlejším produktem hutní výroby. Vysoké pece na přelomu 19. a 20. století vytavily přibližně 1 tunu strusky na 1 tunu surového železa. Velké množství strusky vždy způsobovalo problém s její likvidací. Vyvážel se především na skládky , kde se hromadil. V současné době (2017), díky rozvoji zhodnocování železné rudy , je výtěžnost vysokopecní strusky 200–500 kg na 1 tunu surového železa. [jeden]
První komerční využití granulované strusky se datuje kolem roku 1859, kdy se z ní vyráběly cihly. Ve druhé polovině 19. století byly objeveny pojivové vlastnosti granulované strusky a na konci 19. století byla poprvé použita při výrobě cementu . Od konce 50. let 20. století se z vysokopecní granulované strusky začala vyrábět mletá granulovaná struska, která se začala hojně využívat při výrobě betonu smíchaného s portlandským cementem . [2]
Vysokopecní granulovaná struska je jemnozrnný sypký materiál ve formě skelných nebo krystalických granulí o průměrné velikosti 2–8 mm. Vypadá to jako písek . Hustota strusky v závislosti na složení je 2,8-3 g/ cm3 .
Granulovaná vysokopecní struska se získává z tekuté horké vysokopecní strusky rychlým ochlazením v proudu vody. Struska, ze které se vyrábí granulovaná struska, je vedlejším produktem vysokopecní tavby a skládá se převážně z hlušinové železné rudy .
Během uvolňování tavicích produktů opouští vysokou pec tekuté železo a struska. Kapalná struska spěchá podél struskového žlabu k nosiči strusky a dále k jednotce granulace strusky, která může být umístěna ve vzdálenosti několika kilometrů od pece. Mnoho vysokých pecí má jednotky na granulaci strusky uvnitř pece instalované přímo v peci. V tomto případě se nepoužívají nosiče strusky, kapalná struska stéká dolů do zařízení a je podrobena granulaci v peci.
Výkon strusky v moderní vysoké peci je 200-500 kg na 1 tunu surového železa. Velkokapacitní vysoká pec vytaví 8 000–12 000 tun železa denně, takže roční produkce strusky v takové peci je více než 1 milion tun [1] . Protože světová produkce surového železa je asi 1,1 miliardy tun ročně, lze roční světovou produkci strusky odhadnout na několik stovek milionů tun. Ne všechny strusky podléhají granulaci, některé z nich se používají jiným způsobem, například se chladí bez vody, čímž se získává odpadní struska.
Existují tři způsoby granulace: mokrá, polosuchá a suchá. Nejpoužívanější je mokrá granulace.
Mokrá granulace je založena na nalévání tekuté strusky do vody. Rychlým ochlazením se struska mění na zrna (granule). Pro granulaci se používají speciální bazény naplněné vodou, na jedné straně je dráha pro nosiče strusky a na druhé dvě koleje pro železniční vozy, do kterých se nakládá granulovaná struska. Pro překládku granulované strusky do vagonů je granulační bazén zablokován mostovým nebo portálovým jeřábem. Při mokré granulaci má výsledná granulovaná struska vlhkost 15–30 %. Vysoká vlhkost strusky zvyšuje náklady na její dopravu a sušení [3] .
Polosuchá metoda spočívá v granulaci tekuté strusky s malým množstvím vody za současného mechanického drcení. Tato metoda produkuje granule obsahující podstatně méně vlhkosti než mokrá granulace. Polosuchá granulace se provádí v bubnových jednotkách, vodních žlabech a hydronárazových zařízeních. Při polosuché granulaci vzniká produkt obsahující 6-10 % vlhkosti. Nejúčinnější hydrožlabová granulace, vhodná pro granulaci strusek různé zásaditosti [4] .
Zařízení na bubnovou granulaciNa bubnových provozech je tekutá struska ze struskové pánve odváděna podél tácu do přijímací lázně, ve které je zachyceno surové železo, pokud se dostane do pánve. Vana se instaluje na vozík a v případě vytvrzení (akumulace a tuhnutí litiny v ní) může být nahrazena záložní. Z přijímací lázně se struska dostává do bubnu přes odtokovou ponožku. Voda je přiváděna do špičky, což způsobuje pěnění a částečnou granulaci strusky. Při dopadu na lopatky rotujícího bubnu se struska rozpadne a navíc se rozdrtí v parovodním médiu, které se kolem bubnu tvoří. Granulovaná struska je bubnem odhazována na značnou vzdálenost. Na vzduchu se granule ochladí a nakonec ztvrdnou. Po granulaci se struska hromadí ve formě hromady. Míchá se a pomocí škrabkového navijáku se přivádí do bunkru, ze kterého se nakládá do železničních vozů [4] .
Lití proudem strusky vodou
Schéma části závodu, ve které probíhá granulace
Buben pro mechanické drcení strusky
V hydraulických perkusních zařízeních se struska drtí pomocí hydraulického monitoru . Tekutá struska ze struskové pánve je odváděna do jímací vany, ze které je směrována do skluzu, na jehož konci je instalováno dávkovací zařízení. Rovnoměrný proud strusky ze skluzu dopadá na několik silných proudů vody vystřikovaných z otvorů hydromonitoru. V tomto případě se struska rozbije na samostatné částice, které rychle ztvrdnou a vypadnou z proudu vody [4] .
Instalace vodních žlabůHydrožlabové instalace se od hydraulických nárazových liší tím, že struska je drcena pod vysokotlakými proudy vody nikoli na výstupu ze skluzu, ale přímo ve stacionárním utěsněném skluzu [4] .
Nemletá granulovaná vysokopecní struska se obvykle používá při výrobě cementů . Vyrábí se z ní i dlažební desky a struskové podloží pod ní [3] .
| Hutnictví železa | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Obecné pojmy Černé kovy Slitina Železárny a ocelárny Hutní komplex Historie výroby a použití železa | ||||||||||||
| Základní procesy |
| |||||||||||
| Hlavní jednotky |
| |||||||||||
| Hlavní produkty a materiály |
| |||||||||||