Ученые Университета МИСИС совместно со специалистами из ПАО «Северсталь» предложили новую технологию переработки доменного шлака для производства камнелитых изделий, таких как плитка для мощения дорог и цеховых помещений или износостойкие детали горнодобывающего оборудования, химических и энергетических производств.
Использование шлака в строительстве не только помогает утилизировать отходы металлургии, но решает экологические и экономические задачи. Шлак используется как сырье для производства новой, востребованной на рынке продукции, а не размещается в техногенных отвалах, создавая экологические угрозы окружающей среде.
Выплавка чугуна и стали сопряжена с большим количеством технологических отходов, из которых до 80% приходится на шлаки, образующиеся из пустой породы железо-рудных материалов, флюсов, золы топлива, а также продуктов окисления металла и примесей. По своим физико-механическим свойствам они превосходят природные материалы, используемые в строительстве. Ведущие западные страны уже перерабатывают все доменные и более половины сталеплавильных шлаков в полезные продукты, однако в России эти показатели пока ниже.
Специалисты НИТУ МИСИС изучили механические характеристики, морфологию поверхности, микроструктуру и фазовый состав камнелитых изделий из немодифицированного доменного шлака и его смеси с речным песком. Как показали исследования, доменный шлак является превосходным сырьем для синтетического каменного литья различной товарной продукции, включая строительные блоки, устойчивую к абразивному износу тротуарную плитку для внутренних и наружных работ.
«Оптимизация режима литья и дополнительные исследования абразивного износа позволят оптимизировать структуру продуктов на основе доменных шлаков для облицовки устройств, транспортировки абразивных сыпучих продуктов и суспензий в горнодобывающей промышленности и энергетике, а также при производстве или футеровке корпусов гальванических ванн и химических реакторов», — рассказал д.т.н. Игорь Бурмистров, ведущий инженер кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС.
Как отмечают ученые, потенциал создания новых материалов и изделий методом синтетического каменного литья на основе доменных шлаков очень велик и для его реализации требуются дополнительные исследования. Например, армирование полученных продуктов синтетического каменного литья стальной арматурой обеспечит возможность изготовления крупногабаритных изделий для строительства. Совмещение шлаковых расплавов и кускового отвального шлака может позволить создавать крупногабаритные блоки для фундаментов или балластные блоки для самых разнообразных типов инженерно-технических систем.
Дальнейшие исследования в этой области уже ведутся учеными Университета МИСИС и в ближайшие годы смогут найти свою практическую реализацию у индустриального партнера данного исследования — ПАО «Северсталь».
