SE454170B - Anvendning av ferrokromslagg som sadan eller som basmaterial i gjutbetong, asfalt och tegel - Google Patents

Description

_. r- 4.: . w 454 170 Genom blandning av klassificerad ferrokromslagg inne- hållande 13-24 vikt-% magnesiumoxid och kalcíumaluminatcement er- håller man en vid rumstemperatur hydrauliskt bindande hållfast ¿ massa, vilken vid glödgning över l200°C i luft ger en hållfast keramisk bindning och hâllfasthetsegenskaper, vilka är åtmins- tone lika goda som hos vanlig betong och bättre än hos sådana tidigare kända betongarter, i vilka en del av cementen ersatts med ferrokromslagg innehållande över 25 vikt-% magnesiumoxid.

Ferrokromslagg av olika typ undersöktes beträffande lämplig-_ heten för ovannämnda ändamål. Till en början utsågades med hjälp av en diamantsåg brovstycken ur slagg av olika kvalitet i och för bestämning av tryckhållfastheter.

Exemgel l Exempel på kalltryckhâllfasthet hos slagg av olika typ.

Tabell l slagg Kemisk anaiys vikt-8 1) xa11trycknå11fasthet MgO CaO SiO2 Al2O3 kp/cmz 1 24,0 5,0 28,5 24,7 3030 2 28,5 4,7 26,8 23,2 1630 3 34,2 1,4 30,0 20,8 1300 4 19,1 5,1 34,7 28,3 2834 13,1 5,2 39,2 33,2 2816 1) Resten huvudsakligen Cr, Cr2O3, Fe, PeO Av slaggtyperna l och 3 framställdes försökstegel bundna med secar-cement utgörande 20 % av blandningen, vilka sedan sand- blästrades under variation av blästringsvinkeln och tiden. Den vid blästringen uppkommande gropens volym gav följande karak- täristiska nötningar: Slagg 1: 198,1 kg sand/cm3 (gropens volym) Slagg 3: 137,2 kg sand/cm3 (gropens volym) å ¿ 3 Undersökningarna visade, att. en ökning av MgO i slaggen % avsevärt försämrar dess hâllfasthetsegenskaper och sam- tidigt gör den olämplig för ändamål som kräver nötningshâllfast- het. För slaggen 1 utfördes en s.k. Los~Angeles-bestämning för vägbyggnad. Los-Angeles-talet var É 20, enligt vilket ifråga- varande slaggkvalitet är lämplig såsom råmaterial för ändamål som kräver nötningsbeständighet inom vägbyggnad.

Slaggen krossades°till under 5 mm kornstorlek och lämpliga fraktioner omblandades tillsammans med kalciumaluminatcement (20 % av blandningen) samt framställdes genom våtpressning för- sökstegel i och för sandblästringstester. Pâ basen av testerna iakttogs, att försöksstyckena som framställts av slaggen 1 mot- står nötning lika väl som de bästa aloxtegel/massakvaliteterna och vissa SiC-tegelkvaliteter.

Avsikten var att finna ett lämpligt material för en cyklon och dess gasrör, i vilka sker en förupphettning av nötande kromit- koncentrat till ca 800°C med hjälp av heta rökgaser från en trum- ugn. I och för detta ändamål utfördes sandblästringsförsök med olika tegelkvaliteter. I följande tabell har angivits resultaten från sandblästringstesterna, då sanden blåstes mot tegelytan i olika vinklar under variation av blästringstiden. Volymerna hos de genom blästringen uppkomna groparna bestämdes.

Tabell 2 Resultat från sandblästringstesterna Tegelkvalitet Gropens volym, cm3 l. Karborundum-tegel, kvalitet l 7,1 2. Korund-tegel ' 8,4 3.i Karborundum-tegel, kvalitet 2 8,6 4. Malkula, porslin 9,9 . Karborundum-tegel, kvalitet 3 ll,3 6. Försöksstycke av FeCr-slagg 1) 15,2 1. xarborundum-tegel, kvalitet 4 ' 17,1 8. Aloxi-tegel, Al2O3 = 65 % 20,2 9. Aloxi-tegel, AIZO3 = 50 % 20,7 . Shamott-tegel, kvalitet l 24,2 ll. Shamott-tegel, kvalitet 2 36,7 l)Lämpligt fraktionerad FeCr;slagg och 20 % secar-cement i bland- ningen. , f;.-:-1ç _ 454 170 Av den fraktionerade slaggen 1 framställdes försöksbriketter, ø x 20 mm, i och för tryckhâllfasthetsmätningar. Såsom binde- medel användes kalciumaluminatcement, "Secar 250" (tillverkare: Lafarge Aluminous Cement Company Limited), vilken utgjorde 25 % av slaggens vikt, samt därtill vatten 10 % av blandningens vikt.

Briketterna torkades och brändes i luftatmosfär vid olika tempe- ratur under 2 timmar, varefter de avkyldes och kalltryckhåll- fastheterna mättes.

Exemgel 2 Man eftersträvade att ersätta till priset ofördelaktig kalcium- aluminatcement delvis med lämpliga billiga tillsatsämnen bl.a. med industriavfall. Av slaggen, de olika tillsatsämnena och cementen framställdes briketter vilka behandlades SåSOm Ovanf samt uppmättes tryckhâllfastheterna. Kornstorleken hos tillsats- ämnena var av samma storleksordning som hos cementen. Tillsats- ämnena utgjordes av vid förbränning av stenkol uppkommande flyg- aska, avgående svavelslagg från en AOD-process, naturlig lera samt finmalen granulerad ferrokromslagg.

I följande tabell har samlats resultaten från tryckhällfasthets- mätningarna med olika blandningar.

Tabell 3 Tryckhållfasthetsmätningar med olika blandningar; briketternas storlek ø 20 x 20 mm; glödgning under 2 timmar i luftatmosfär i var och en temperatur 'rempe- "Secar 250m “secar 25o“2) "Secar :som "secar 250m “secar zscws) ratur Fíygaska S-avfal1s- Naturlig FeCr-slagg slagg lera - OC kpkm? kpkm? kgkm? kpkmg kpkmg 110 218 202 178 . 222 192 600 212 156 161 198 196 1000 184 174 145 187 210 1200 220 218 210 222 220 n) 454 170 1) cement 25 % av slaggens vikt 2) cement 15 % av slaggens vikt + vid förbränning av stenkol uppkommande flygaska 15 8 3) cement 15 % av slaggens vikt + avgående svavelslagg vid en AOD-process 10 % 4) cement 15 % av slaggens vikt + naturlig lera 15 % ) cement 15 % av slaggens vikt + finmalen granulerad FeCr- slagg 10 % (3000 Elaines).

På basen av försöken kunde man konstatera, att av cementen ca 40 % kan ersättas'med ovan nämnda tillsatsämnen utan att tryck- hållfastheten sjunker.

Tabell 4 Analyser av cementen och insatsämnena Kunpo- "Secar 250" Flygaska S-avfallsslagg Naturlig lera nent vikt-% vikt-% vikt-% vikt-% SiO2 0,4 53,0 26,0 59,0 Al2O3 71,0 24,0 2,5 16,0 MgO - 3,0 5,7 4,3 CaO 27,0 0,8 60,0 2,4 Fe2O3 0,4 8,4 0,6/FeO 7,3 Av ferrokromslaggen (-5 mm, fraktionerad) och av “Secar 250"- cementen har framställts en gjulmassa som i praktiken försökts för olika ändamål. Vid nedan nämnda användningsändamål har man fullständigt kunnat ersätta de tidigare använda materialen på marknaden.

Exempel på ändamål där ferrokromslaggen enligt uppfinningen ut- provats: Gjutdeglar: Av slaggmassan har gjutits bl.a. infodring för en ferrokromdegel, vilken höll 82 gjutningar. Temperaturen hos den smälta slaggen var ca l670°C och hos den smälta metallen l570°C. För detta ända- mål användes normalt en shamott- och aloxitegelfodring. .-ašï'àiitlisu-.--. 454 170 Planetarkylare för cementugnar: Kylarna infodrades med en slaggmassa som hållit sig väl. Infod- ringen utsättes för synnerligen kraftig mekanisk påkänning (klinkeravkylning) och maximitemperaturen är Él2O0°C. För ifrågavarande ändamål användes ofta High alumina massor och tegel.

Reningscykloner'och rör för processgaser som innehåller heta och kalla fasta material: Av slaggmassan göts en fodring för en cyklon i vilken från en trumugn kommande rökgaser omblandas med luft för förbränning.

Rökgasen innehåller även koksdamm som besitter en nötande inver- kan. Gasens temperatur är maximum 550°C och atmosfären är oxi- derande. Infodringen har redan hållit 8 månader.

Därtill göts av slaggen en infodring för en reningscyklon för rökgas innehållande kromitdamm, vilken infodring hållit ca 4 år.

Rökgasens temperatur är ca 200°C.

Vid ovan nämnda ändamål användes normalt karborundum och aloxi- tegel och massor.

Gjutrännor för smälta inom järn- och icke-järnindustrin: Slaggmassa ingöts i gjutrännor för bl.a. kopparsmälta och koppar- sten, T 2 l200°C, där den hållit längre än motsvarande aloxi- baserade massor.

Därtill infodrades gjutrännor och gjutdeglar för ferrokromsmälta (T = l570°C) med slaggmassa, vilken här ersatte aloxitegel och -IHaSSOI .

Därtill har slaggmassan använts i olika industrianläggningar så- som golvmaterial som utsättes för värmepåkänning och synnerligen kraftig mekanisk nötning. I dessa applikationer har slaggmassans hållbarhet varit ypperlig.

Användningsändamål har även utgjort - blästringssand - basmaterial för asfalt - cementbaserat material vid vägbyggnad för särskilda ändamål - exempelvis brokonstruktioner och viadukter.

Claims (2)

I olika sammanhang har man därtill konstaterat att massakvaliteten besitter god värmechockhållbarhet. Ferrokromslaggen enligt uppfinningen kan även som sådan gjutas i smält tillstånd till plattor, vilka är eldfasta och därtill mot- står väl även en stor mekanisk påfrestning, eller ferrokromslagg i partikelform kan pressas vid högt tryck till stycken, vilka genom glödgning sintras till tegel. P a t e n t k r a v

1. Användning av ferrokromslagg innehållande 13-24 vikt% magnesiumoxid, 0-12 vikt-% kalcíumoxid, 20-40 vikt-% kisel- dioxid_och 20-36 vikt-% aluminiumoxid som sådan eller som bas- material i gjutbetong, asfalt och tegellvid tillämpningar där hällfasthet krävs mot eld, mekanisk tryckpåkänning och nötning.

2. Användning av ferrokromslagg enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att slaggen utgöres av finmalen granulerad ferrokromslagg vars partikelstorlek är under S mm.