Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of steel slag in stabilizations of expansive soil: an experimental study

Kabeta Worku Firomsa

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

105--117

EN

This study was carried out to evaluate the effect of steel slag (SS) as a by-product as an additive on the geotechnical properties of expansive soil. A series of laboratory tests were conducted on natural and stabilized soils. Steel slag (SS) was added at a rate of 0, 5, 10, 15, 20, and 25% to the soil. The conducted tests are consistency limits, specific gravity, grain size analysis, modified Proctor compaction, free swell, unconfined compression strength, and California Bearing Ratio. The Atterberg limit test result shows that the liquid limit decreases from 90.8 to 65.2%, the plastic limit decreases from 60.3 to 42.5%, and the plasticity index decreases from 30.5 to 22.7% as the steel slag of 25% was added to expansive soil. With 25% steel slag content, specific gravity increases from 2.67 to 3.05. The free swell value decreased from 104.6 to 58.2%. From the Standard Proctor compaction test, maximum dry density increases from 1.504 to 1.69 g/cm3 and optimum moisture content decreases from 19.77 to 12.01 %. Unconfined compressive strength tests reveal that the addition of steel slag of 25% to expansive soil increases the unconfined compressive strength of the soil from 94.3 to 260.6 kPa. The California Bearing Ratio test also shows that the addition of steel slag by 25% increases the California Bearing ratio value from 3.64 to 6.82%. Hence, steel slag was found to be successfully improving the geotechnical properties of expansive soil.

2

Lime-stabilized solid-waste blends as alternative building blocks in construction

James Jijo, Gobinathan Ayyapakam Ranganathan, Balaji Adhimoolam Kannan, Ashwin Saravanan, Aravind Chinnathurai

Architecture Civil Engineering Environment

|

2023

|

Vol. 16, no. 2

89--99

EN

Stabilized blocks have been gaining ground in recent times. Stabilized solid waste blocks provide an eco-friendly alternative to conventional fired bricks. The present investigation dealt with the development of lime stabilized blended solid waste blocks comprising fly ash (FA), steel slag (SS) and phosphogypsum (PG). The PG content was limited to 10% and the proportion of FA:SS was varied in the remaining 90% in the ratios of 1:2, 1:1 and 2:1. The blends were stabilized using 2%, 4% and 6% lime. The blends were dry mixed, followed by the addition of a sufficient quantity of water to obtain a uniform wet mix. This mix was then packed into moulds to cast blocks. The blocks were demoulded after 24 hours under wet gunny bags and cured in water for 7 days. Similarly, the blends were also mixed with sand to prepare solid waste mortars blocks and cured for 7 days. At the end of their stipulated curing periods, the stabilized solid waste blocks and mortar blocks were tested for their compressive strength. The results of the investigation revealed that the mix LFSP621 developed the maximum strength of all combinations tested and hence, it can be concluded that the solid waste blend consisting of 60% FA, 30% SS and 10% PG stabilized with a further 6% lime by weight of the solid waste mix was the most optimal mix for developing maximum strength of the solid waste blocks. The mortar blocks, however, met with limited success. Thus, it can be concluded that stabilized solid waste blocks can become an effective alternative building material.

3

The effect of particle size on the mechanical properties of Alkali Activated Steel Slag Mortar

Ing Doh Shu, Ho Chia Min, Xiaofeng Li, Jaya Ramadhansyah Putra, Abdullah Mohd Mustafa Al Bakri, Chin Siew Choo, Rahim Nur Liza, Nabiałek Marcin

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 2

51--61

EN

With the rapid development of industry, abundant industrial waste has resulted in escalating environmental issue. Steel slag is the by-product of steel-making and can be used as cementitious materials in construction. However, the low activity of steel slag limits its utilization. Much investigation has been conducted on steel slag, while only a fraction of the investigation focuses on the effect of steel slag particle size on the properties of mortar. The aim of this study is to investigate the effect of steel slag particle size as cement replacement on properties of steel slag mortar activated by sodium sulphate (Na2SO4). In this study, two types of steel slag, classified as fine steel slag (FSS) with particle sizes of 0.075 mm and coarse steel slag (CSS) with particle sizes of 0.150 mm, were used for making alkali activated steel slag (AASS) mortar. Flow table test, compressive strength test, flexural strength test and UPV test were carried out by designing and producing AASS mortar cubes of (50x50x50) mm at 0,10%, 20% and 30% replacement ratio and at 0.85% addition of Na2SO4. The results show that the AASS mortar with FSS possess a relatively good strength in AASS mortar. AASS mortar with FSS which is relatively finer shows a higher compressive strength than CSS up to 38.0% with replacement ratio from 10% to 30%. This study provided the further investigation on the combined influence of replacement ratio and particle size of SS in the properties of fresh and hardened AASS.

4

Study on performance of concrete containing different content of steel slag stone in wall brick structure

Su Qing

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 2

313--324

EN

Steel slag stone can be used as a substitute for coarse aggregate in concrete. In this study, the performance of steel slag concrete (SSC) in the wall brick structure was analyzed. The specimens with a steel slag replacement rate of 0%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, and 50% were designed, and the slump, stability, and carbonation resistance were tested. The results showed that the slump decreased with the increase of the replacement rate of steel slag stone. At the 60th min, the slump of SSC50 was 74 mm, which was 25.25% smaller than SSC00. When the replacement rate was more than 30%, cracks or fractures appeared, and the stability was destroyed. Twenty-eight days after the carbonation experiment, with the increase of the replacement rate, the carbonation resistance of the specimen decreased, and the performance was best when the replacement rate was 25%. The experimental results show that the performance of SSC is the best when the replacement rate of steel slag stone is 25%, which can be further promoted and applied in practice.

5

Polymorphic transformations of dicalcium silicates in steel slags used in the production of road aggregates

Jonczy Iwona, Grzesik Bartłomiej

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2021

|

T. 37, z. 4

97--116

EN

This paper presents results of mineralogical and chemical research connected with the polymorphic transformations of dicalcium silicates in aggregate based on open-hearth slag and also slags from the current production of EAF (electric arc furnaces), and LF (ladle furnaces). Particular attention was paid to the transformation of the polymorph β-Caub>2[SiO4] into the variant γ-Ca2[SiO4], which is undesirable from the perspective of using steel slags in road construction. A full mineralogical characterization of the tested metallurgical slags enabled the verification of the effectiveness of detecting the decomposition of dicalcium silicate in observations in UV light in line with the PN-EN 1744-1+A1:2013-05 standard. On the basis of the conducted research, it was found that in the aggregate based on open-hearth slags and in the EAF furnace slag, dicalcium silicates are mainly represented by the β-Ca2[SiO4] polymorph, accompanied by α’-Ca2[SiO4]. The slag from the LF furnace was characterized by a different composition, with a strong advantage (57%) of the α’-Ca2[SiO4] variety, with a 1% share of the β-Ca2[SiO4] and 15% of the γ-Ca2[SiO4]. It was found that the transformation of β-Ca2[SiO4] into γ-Ca2[SiO4] can take place only under certain conditions in the metallurgical process, but the process is not influenced by hyperergenic factors, as evidenced by the fact that after more than 100 years of storage of open-hearth slag, on the basis of which the aggregate was produced, it was primarily marked with all the variants of β-Ca2[SiO4], without the polymorph γ-Ca2[SiO4]. The comprehensive characterization of the slag phase composition requires use of an appropriately selected research methodology; this is of key importance prior to the secondary use of this material, especially in the presence of the γ-Ca2[SiO4] polymorph. It has been determined that the most accurate test results are obtained using the XRD technique. The method of determining the decomposition of dicalcium silicate according to the PN-EN 1744-1+A1:2013-05 standard proved to be unreliable. It seems that in the situation of using LF slag as an artificial aggregate, taking the test results according to the method described in the PN-EN 1744-1+A1:2013-05 standard as being decisive is very risky, especially on a large scale (e.g. in communication construction).

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mineralogiczno-chemicznych dotyczące przemian polimorficznych krzemianów dwuwapniowych w kruszywie na bazie żużli martenowskich, a także w żużlach z bieżącej produkcji pieca elektrycznego EA F (Electric Arc Furnace) oraz pieca kadziowego LF (Ladle Furnace). Szczególną uwagę zwrócono na przeobrażenia polimorfu β-Ca2[SiO4] w odmianę γ-Ca2[SiO4], co jest niepożądanym zjawiskiem z punktu widzenia wykorzystania żużli stalowniczych w budownictwie drogowym. Pełna charakterystyka mineralogiczna badanych żużli posłużyła do weryfikacji skuteczności wykrywania rozkładu krzemianu dwuwapniowego w obserwacjach w świetle UV zgodnie z normą PN-EN 1744-1+A1:2013-05. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że w kruszywie na bazie żużli martenowskich oraz w żużlu z pieca EAF krzemiany dwuwapniowe są reprezentowane przede wszystkim przez odmianę β-Ca2[SiO4], której towarzyszy α’-Ca2[SiO4]. Żużel z pieca LF charakteryzował się natomiast odmiennym składem, z silną przewagą (57%) odmiany α’-Ca2[SiO4], przy 1% udziale odmiany β-Ca2[SiO4] oraz przy 15% zawartości odmiany γ-Ca2[SiO4]. Stwierdzono, że przemiana β-Ca2[SiO4] w γ-Ca2[SiO4] może zachodzić tylko w określonych warunkach w procesie metalurgicznym, na proces ten nie mają natomiast wpływu czynniki hipergeniczne, o czym może świadczyć fakt, że po około 100-letnim okresie składowania żużla martenowskiego, na bazie którego wyprodukowano kruszywo, oznaczono w nim przede wszystkim odmianę β-Ca2[SiO4], nie stwierdzając polimorfu γ-Ca2[SiO4]. Kompleksowa charakterystyka składu fazowego żużla wymaga zastosowania odpowiednio dobranej metodyki badawczej, zwłaszcza pod kątem obecności polimorfu γ-Ca2[SiO4], co ma kluczowe znaczenie przed wtórnym wykorzystaniem tego materiału. Stwierdzono, że najdokładniejsze wyniki badań uzyskuje się przy użyciu techniki XRD. Metoda oznaczania rozkładu krzemianu dwuwapniowego wg normy PN-EN 1744-1+A1:2013-05 okazała się zawodna. Wydaje się, że w sytuacji wykorzystania żużla po produkcji pieca LF jako kruszywa sztucznego, zwłaszcza na dużą skalę, np. w budownictwie komunikacyjnym, przyjęcie wyników badań zgodnie z metodą opisaną w normie PN-EN 1744-1+A1:2013-05 jako decydujące jest bardzo ryzykowne.

6

Kruszywa sztuczne na bazie żużli stalowniczych alternatywą dla kruszyw naturalnych?

Gerle Anna, Grzesik Bartłomiej, Jonczy Iwona, Stawowiak Michał

Kruszywa : produkcja - transport - zastosowanie

|

2020

|

Nr 3

32--37

PL

Zapotrzebowanie na kruszywa jako materiał znajdujący szerokie zastosowanie w różnych gałęziach budownictwa stale wzrasta. Jest to uwarunkowane ciągłym postępem i rozwojem urbanizacji, jednak z drugiej strony powoduje, że zasoby kruszyw naturalnych zaczynają się kurczyć. W związku z tym coraz częściej przedsiębiorcy zwracają swoją uwagę w kierunku kruszyw sztucznych produkowanych na bazie materiałów odpadowych. W artykule przedstawiono charakterystykę właściwości kruszywa wyprodukowanego na bazie żużli stalowniczych w kontekście odpowiedzi na pytanie, czy analizowane kruszywo sztuczne może być zamiennie wykorzystywane z kruszywem naturalnym.

EN

The demand for aggregates as a material widely used in various construction sectors is constantly growing. This is due to continuous growth and increasing urbanisation, however, on the other hand, it makes the resources of natural aggregates shrink. Therefore, more and more often contractors turn to artificial aggregates produced on the basis of waste materials. The paper presents the properties of aggregate produced on the basis of steel slags in view of the question if the analysed artificial aggregate can be an alternative to natural aggregates.

7

Characteristics of selected physical and mechanical properties as well as chemical composition of aggregates based on: steel slags, porphyry and diabase

Jonczy I., Grzesik B., Stawowiak M., Gerle A.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

363--379

EN

This paper presents the results of tests of selected physical and mechanical properties as well as the chemical composition of two types of natural aggregates: porphyry and diabase, as well as artificial aggregate based on steel slags. Based on the conducted tests, it was established that the physical and mechanical properties of the artificial aggregate exhibit slightly lower parameters as compared to the results obtained for porphyry and diabase aggregates. However, this does not limit the possibility of using the aggregate based on steel slags, as according to the applicable WT-4 and WT-5 standards, it can be used in mixtures unbound to the improved subsoil and layers of the road foundation as well as road mixtures with hydraulic binders for each category of traffic load. The chemical composition of the aggregate based on steel slags differs from the chemical composition of the tested natural aggregates. The slags contain lower amounts of SiO2 and Al2O3, while the concentration of CaO and Fe2O3 is greater. Additionally, heavy metals have also been exhibited in the slags. However, it was established that the alkaline nature of the slags, which is affected by low sulphur content and a significant proportion of CaO, as well as the way the metals occur limit the possibility of heavy metals release and migration from slags. The tested steel slags may constitute a prospective material used in road construction.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości fizyko-mechanicznych oraz składu chemicznego dwóch rodzajów kruszywa naturalnego: porfirowego i diabazowego oraz kruszywa sztucznego wyprodukowanego na bazie żużli stalowniczych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że właściwości fizyko-mechaniczne (gęstość objętościowa, nasiąkliwość, mrozoodporność, odporność na rozdrabnianie LA, wytrzymałość na miażdżenie) kruszywa sztucznego wykazują nieco niższe parametry w odniesieniu do wyników oznaczeń uzyskanych dla kruszywa porfirowego i diabazowego. Nie ogranicza to jednak możliwości wykorzystania kruszywa na bazie żużli stalowniczych, gdyż wg obowiązujących standardów WT-4 i WT-5, może być ono stosowane w mieszankach niezwiązanych do ulepszonego podłoża i warstw podbudowy drogowej oraz drogowych mieszankach związanych spoiwami hydraulicznymi dla każdej kategorii obciążenia ruchem. Skład chemiczny kruszywa na bazie żużli stalowniczych różni się od składu chemicznego badanych kruszyw naturalnych. Żużle zawierają mniejsze ilości SiO2 oraz Al2O3, wzrasta w nich natomiast koncentracja CaO oraz Fe2O3, w żużlach oznaczono także obecność metali ciężkich. Stwierdzono jednak, że zasadowy charakter żużli, na który wpływa niska zawartość siarki oraz znaczny udział CaO, jak również sposób występowania metali przede wszystkim w formie rozproszonej w szkliwie oraz jako podstawienia w strukturze wewnętrznej faz krzemianowych i tlenkowych ograniczają możliwości uwalniania i migracji metali ciężkich z żużli. Badane żużle stalownicze mogą stanowić perspektywiczny materiał znajdujący zastosowanie w budownictwie drogowym.

8

Mineral and chemical characteristics of metallic precipitates in selected types of steel slags, blast furnace slags and waste arising from the production of cast iron

Wieczorek Andrzej Norbert, Jonczy Iwona

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 4

69--84

EN

Among the elements that compose steel slags and blast furnace slags, metallic precipitates occur alongside the dominant glass and crystalline phases. Their main component is metallic iron, the content of which varies from about 90% to 99% in steel slags, while in blast furnace slags the presence of precipitates was identified with the proportion of metallic iron amounting to 100%. During observations using scanning electron microscopy and X-ray spectral microanalysis it has been found that the form of occurrence of metallic precipitates is varied. There were fine drops of metal among them, surrounded by glass, larger, single precipitates in a regular, spherical shape, and metallic aggregates filling the open spaces between the crystalline phases. Tests carried out for: slags resulting from the open-hearth process, slags that are a by-product of smelting in electric arc furnaces, blast furnace slags and waste resulting from the production of ductile cast iron showed that depending on the type of slag, the proportion and form of metallic precipitates is variable and the amount of Fe in the precipitates is also varied. Research shows that in terms of quality, steel and blast furnace slag can be a potential source of iron recovery. However, further quantitative analyses are required regarding the percentage of precipitates in the composition of slags in order to determine the viability of iron recovery. This paper is the first part of a series of publications aimed at understanding the functional properties of steel and blast furnace slags in the aspect of their destructive impact on the components of devices involved in the process of their processing, which is a significant operational problem.

PL

Wśród składników budujących żużle stalownicze i wielkopiecowe, obok dominującego szkliwa oraz faz krystalicznych, występują wytrącenia metaliczne. Ich głównym składnikiem jest żelazo metaliczne, którego zawartość w wytrąceniach w żużlach stalowniczych waha się w granicach od około 90 do 99%, natomiast w żużlach wielkopiecowych stwierdzono obecność wytrąceń, w których udział żelaza metalicznego wynosił 100%. Podczas obserwacji mikroskopowych przy wykorzystaniu mikroskopii elektronowej skaningowej oraz rentgenowskiej analizy spektralnej w mikroobszarach stwierdzono, że forma występowania wytrąceń metalicznych jest zróżnicowana. Wyróżniono wśród nich drobne krople metalu występujące w otoczeniu szkliwa, większe, pojedyncze wytrącenia o regularnym, kulistym kształcie oraz agregaty metaliczne wypełniające wolne przestrzenie pomiędzy fazami krystalicznymi. Badania przeprowadzone dla: żużli z procesu martenowskiego, żużli stanowiących produkt uboczny przy wytopie z łukowego pieca elektrycznego, żużli wielkopiecowych oraz odpadów po produkcji żeliwa sferoidalnego wykazały, że zależnie od rodzaju żużla udział i forma wytrąceń metalicznych jest zmienna, zróżnicowana jest również zawartość pierwiastka Fe w samych wtrąceniach. Badania dowodzą, że pod względem jakościowym żużle stalownicze i wielkopiecowe mogą stanowić potencjalne źródło odzysku żelaza. Niezbędne są jednak analizy ilościowe odnośnie do procentowego udziału wytrąceń w składzie żużli w celu określenia opłacalności odzysku żelaza.Artykuł stanowi pierwszą część cyklu publikacji ukierunkowanych na poznanie właściwości użytkowych żużli stalowniczych i wielkopiecowych w aspekcie ich niszczącego oddziaływania na elementy urządzeń biorących udział w procesie ich przetwarzania, co stanowi istotny problem eksploatacyjny.

9

Ocena spiekalności namiarów surowcowych do wytwarzania klinkieru portlandzkiego wypalanych z udziałem stałych paliw alternatywnych

Kacała Olga, Gawlicki Marek, Głodek-Bucyk Ewa

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2018

|

R. 11, nr 33

14--26

PL

W pracy dokonano oceny zdolności do klinkieryzacji czteroskładnikowego namiaru surowcowego (wapień, żużel stalowniczy, wapienny popiół lotny z węgla brunatnego, piasek kwarcowy) do wytwarzania klinkieru portlandzkiego. Stwierdzono, ocenę taką można z powodzeniem przeprowadzić, wykorzystując do tego celu wskaźnik Lafarge K 1450. Badania wykazały, że wzrost z 50 do 85% ekwiwalentu ciepła ze stałych paliw alternatywnych współspalanych z węglem kamiennym nie obniża w sposób istotny zdolności do klinkieryzacji analizowanego namiaru surowcowego. Spiekalność namiaru surowcowego jest uzależniona głównie od uziarnienia żużla stalowniczego i piasku kwarcowego. Zdolność do klinkieryzacji namiarów surowcowych określono w skali Lafarge K 1450 jako umiarkowaną. Wzrost zawartości „grubych” ziaren piasku i żużla obniżał zdolność do klinkieryzacji badanego namiaru surowcowego z umiarkowanej do słabej.

EN

This paper presents the assesment of clinkering ability of four-component raw material (limestone, steel slag, lime ash from lignite, quartz sand) for Portland Clinker production. It was found that this assesment could be successfully conducted using the Lafarge K 1450 indicator. Studies have shown that the increase from 50 to 85% of heat equivalent from solid alternative fuels co-fired with coal does not significantly lower the clinkering ability of analysed material. Sinterability of raw material is dependent only on steel slag and sand particle size. Clinkering ability of raw material is defined in Lafarge K 1450 scale as moderate. Increase of coarse sand and slag grain content lowered the clinkering ability of tested material from moderate to low.

10

Wybrane pierwiastki z grupy surowców krytycznych w żużlach stalowniczych

Jonczy I., Chwedorowicz B.

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2016

|

nr 13

36--39

PL

W artykule scharakteryzowano skład chemiczny trzech rodzajów żużli stalowniczych pod kątem zawartości wybranych pierwiastków zaliczanych do grupy surowców krytycznych. Stwierdzono, że żużle bogate są w wolfram, niob i antymon; natomiast z grupy lantanowców odznacza się stężenie lantanu, ceru i neodymu. Istotnym aspektem jest forma występowania pierwiastków oraz sposób ich powiązania ze składnikami żużli.

EN

The article describes chemical composition of three steel-making slags types and their content of some elements belonging to the group of critical raw materials. It has been found that the slags are rich in tungsten, niobium and antimony; while the lanthanide stands out of concentration of lanthanum, cerium and neodymium. An important aspect is the presence of mold elements and their relationship with the components of slags.

11

Recykling żużli, zgarów i odpadów biomasy

Borecki M., Bulkowski L., Pogorzałek J., Różański P., Stecko J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

44--57

PL

Przedstawiono prace badawcze zrealizowane w ostatnich kilku latach w IMŻ, których wspólną cechą było zagospodarowanie odpadów i wykorzystanie surowców odnawialnych w stalownictwie. Zaprezentowano wyniki badań nad zawracaniem do procesu stalowniczego żużli z obróbki pozapiecowej i wytwarzaniem żużli syntetycznych z wykorzystaniem odpadów z przemysłu hutniczego i wydobywczego. Przedstawiono również rezultaty pracy poświęconej wykorzystaniu w hutnictwie odpadowej biomasy z przemysłu spożywczego do wytwarzania zasypek izolująco-ocieplających.

EN

This paper presents the research works completed within the last few years at the Institute for Ferrous Metallurgy the common feature of which was to manage the waste and use renewable raw materials in steel-making. The results of investigations on recirculation of secondary metallurgy slags and production of synthetic slags using the waste from the steel and mining industries are presented. In addition, the results of the work devoted to the use of waste biomass from the food industry for production of insulting and heating casting powders are presented.

12

Multispektralny system pomiarowy do określenia parametrów żużla stalowniczego podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi odlewniczej

Wittchen W., Borecki M., Więcek B., Pacholski K., Olbrycht R., Strąkowski R.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

168--174

PL

Przedstawiono wyniki projektu badawczego, o charakterze interdyscyplinarnym, dotyczącego opracowania metody oraz wielospektralnego systemu pomiarowego do oceny zawartości tlenku żelaza w żużlu stalowniczym, podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi odlewniczej. Parametr ten ma istotne znaczenie w procesie dalszego wytwarzania stali. Realizowany projekt oparty był na założeniu, że na podstawie charakterystyk promieniowania żużla podczas spustu stali z pieca do kadzi, rozkładu temperatury wzdłuż strugi oraz innych parametrów procesu metalurgicznego można ocenić zawartość tlenku żelaza (FeO) w żużlu stalowniczym. Do realizacji tego celu zaproponowano między innymi wykorzystanie kamer termowizyjnych, które coraz częściej są instalowane w wielu zakładach metalurgicznych do detekcji żużla podczas spustu stali. W ramach projektu opracowano metodykę oraz oprogramowanie komputerowe pozwalające na wyznaczanie parametrów promieniowania, które wraz z emisyjnością charakteryzują żużel stalowniczy. Wartości tych parametrów wyznaczane były za pomocą obróbki statystycznej obrazów strugi stali i żużla przy użyciu wielospektralnego systemu pomiarowego wykorzystującego dwie kamery termowizyjne (średniofalową i długofalową) w zakresie promieniowania podczerwonego oraz aparatu RGB dokonującego rejestracji obrazów w paśmie światła widzialnego. Do klasyfikacji i aproksymacji danych pomiarowych są wykorzystywane sztuczne sieci neuronowe, gdzie wartość wyjściowa odpowiada zawartości tlenku żelaza w żużlu stalowniczym, pojawiającym się podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi.

EN

This article presents results of the multidisciplinary research project for development of the method and multispectral measuring system for evaluation of ferric oxide content in steel slag during steel tapping from metallurgical furnace to casting ladle. This parameter is essential during further steelmaking process. The project relied on the assumption that ferric oxide (FeO) content in steel slag could be evaluated on the basis of slag radiation characteristics during steel tapping from furnace to ladle, temperature distribution along the stream and other metallurgical process parameters. To accomplish this objective, it was proposed, among other things, to use thermal cameras, which are more and more often installed in many metallurgical plants for slag detection during steel tapping. Under the project, the methodology and computer software were developed to allow the determination of radiation parameters, which, together with emissivity, characterise steel slag. The values of these parameters were determined by static treatment of steel and slag stream images using the multispectral measuring system with two infrared radiation thermal cameras (medium- and long-wave) and the RGB device to record images in the visible light band. For classification and approximation of measuring data the artificial neural networks are used where the initial value corresponds to ferric oxide content in steel slag that occurs during steel tapping from metallurgical furnace to ladle.

13

Odporność na polerowanie kruszywa grubego z żużla stalowniczego

Wasilewska M.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 7

102--103

PL

W artykule przedstawiono ocenę odporności na polerowanie kruszywa grubego z żużla stalowniczego frakcji 4/6,3; 8/10 i 10/12,8 na podstawie wskaźnika tarcia określonego z użyciem wahadła angielskiego. W celu interpretacji zjawisk zachodzących na ziarnach kruszyw w procesie polerowania wykonano zdjęcia pod mikroskopem optycznym w powiększeniu x 3,2. Na podstawie badań stwierdzono, że porowata tekstura żużli stalowniczych wpływa na bardzo wysoki wskaźnik polerowalności PSV. Wykazano, że podczas polerowania dochodzi do regeneracji mikrotekstury i w efekcie kruszywo jest odporne na czynniki polerujące. W związku z tym jego wykorzystanie do warstw ścieralnych jest uzasadnione z uwagi na zagwarantowanie właściwości przeciwpoślizgowych nawierzchni drogowych.

EN

The article presents the evaluation of resistance to polishing of coarse aggregate from steelmaking slag fraction 4/6.3; 10/8 and 10/12.8 based on the results of friction coefficient obtained by British Pendulum Tester. Images 3.2 x magnification were made by optical microscope in order to interpret developments on aggregate grains in the polishing process. It found that porous texture of steelmaking slag was resulted in very high PSV. In addition, it has been shown that during the polishing process recovery microtexture reaches, making the material resistant to polishing. Consequently, its use for wearing course is justified to guarantee the skid resistance of road pavement.

14

Rola badań mineralogicznych żużli stalowniczych w aspekcie ich wtórnego zagospodarowania

Jonczy I., Podwórny J.

Ekologia i Technika

|

2014

|

R. 22, nr 1

24--32

PL

W oparciu o wybrane metody badawcze scharakteryzowano skład fazowy żużli stalowniczych pochodzących z bieżącej produkcji pieca konwertorowego jednej z polskich hut. Opisano wybrane fazy tlenkowe i krzemianowe żużli, szczególną uwagę poświęcając ich roztworom stałym. Porównano ich budowę wewnętrzną ze strukturą minerałów krystalizujących w warunkach naturalnych. Wśród krzemianów wykazano obecność faz z grupy: krzemianów dwu wapniowych, melilitów.,piroksenów oraz oliwinów. Fazy tlenkowe były reprezentowane przez wüstyt, magnetyt, mayenit oraz roztwór stały brownmilleryt-srebrodolskit. We wszystkich badanych próbkach żużli wykazano znaczny udział fazy amorficznej. Stwierdzono, że badania mineralogiczne żużli mogą być pomocne podczas podejmowania decyzji odnośnie ich gospodarczego wykorzystania. Na ich podstawie można uzyskać wiele istotnych informacji dotyczących np. form występowania poszczególnych pierwiastków oraz ich powiązania ze składnikami fazowymi występującymi w żużlach. Badania pozwoliły określić różnice w morfologii i w budowie wewnętrznej poszczególnych faz. co ma istotny wpływ na własności użytkowe żużli. Żużle bogate w składniki aktywne hydraulicznie (m.in. krzemiany wapnia), dają perspektywę możliwości ich zastosowania jako dodatku do produkcji niektórych rodzajów betonów.

EN

On the basis of selected research methods there was characterized the phase composition of iron slags coming from the current output of a converter furnace in one of Polish steelworks. Selected oxide and silicate phases of slags were described, paying special attention to their solid solutions. Their internal structure was compared to the structure of minerals crystallizing in natural conditions. The presence of phases from the following groups was established among silicates: dicalcium silicate, melilites. pyroxenes and olivines. Oxide phases were represented by: wustite. magnetite, mayenite and a solid solution brownmillerite-srebrodolskite A significant portion/amount of amorphous phase was established in all studied slags samples. It was stated that mineralogical studies of slags may be helpful while making a decision on their economic application. On their basis much important information may be gained, e.g. occurrence forms of individual elements and their relations to phase components occurring in slags. Those studies also allow to determine differences in morphology and internal structure of individual phases which influence application properties of slags. Slags rich in hydraulically active components (among others calcium silicates) give a prospect of their application as an additive in production of some types of concrete.

15

Formy występowania wapnia w żużlach stalowniczych

Jonczy I.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2014

|

Vol. 16, nr 1

77--86

PL

W artykule przedstawiono jeden z etapów badań mineralogicznych, którego celem było określenie form występowania wapnia w żużlach stalowniczych. Wapń w żużlach jest jednym z głównych pierwiastków, jego zawartość może przekraczać nawet 30% mas., co zapewnia żużlom alkaliczny charakter. Forma związania wapnia ze składnikami żużli jest niezwykle istotna, gdyż od ich odporności na działanie procesów wietrzenia zależy stopnień wymywania wapnia. Utrata właściwości alkalicznych przez żużle może być przyczyną uwalniania z nich metali ciężkich, które migrując wraz z roztworami, staną się źródłem zanieczyszczenia środowiska. Jest to ważne zagadnienie zwłaszcza podczas prac mających na celu gospodarcze wykorzystanie żużli stalowniczych.

EN

The article presents one of the stages of mineralogical studies, the aim of which was to determine forms of calcium occurrence in the slags after steel production. Calcium in the slags is one of the main elements, its content can exceed even 30 Mass%, what provides alkaline character of slags. Forms of calcium connections with slag components are extremely important because from their resistance to weathering processes depend degree of calcium leaching. Loss of the alkali properties of slags can be a reason of heavy metals release. Migration of metals with solutions could be a source of environmental pollution. This is an important issue especially during the economic utilization of slags after steel production.

16

Program do wyznaczania statystycznych cech promiennych żużla stalowniczego

Strąkowski R., Pacholski K., Więcek B., Olbrycht R., Wittchen W., Borecki M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

985--988

PL

W artykule opisano oprogramowanie pozwalające na wyznaczenie promiennych parametrów statystycznych, które wraz z emisyjnością charakteryzują skład chemiczny żużla stalowniczego pojawiającego się podczas spustu stali z pieca hutniczego. Wartości tych parametrów wyznaczane są za pomocą obróbki statystycznej obrazów strugi rejestrowanych podczas spustu stali za pomocą wielospektralnego komputerowego systemu pomiarowego wykorzystującego dwie kamery termowizyjne (średnio i długofalową) oraz cyfrowy aparat fotograficzny rejestrujący zdjęcia w pasmie światła widzialnego.

EN

The authors have applied thermovision in iron and steel industry, where basing on the analysis of the recorded sequence of thermograms it is possible to estimate the FeO content in the slag during the process of steel discharge from a converter to a ladle. Not only mid and long wavelength infrared cameras are required for this purpose but also appropriate software dedicated for analysis of the recorded thermal images. This paper describes such a software (Figs. 3, 4) created especially for this purpose, enabling qualitative and quantitative analysis of FeO content in the slag. The software enables determination of radiative statistical parameters that (alongside with emissivity) characterize chemical ingredients of the steel slag discharged from the converter with molten steel. The values of the above mentioned parameters are determined by the statistical analysis of thermograms recorded with a multispectral computer measurement system containing two thermal cameras and one vision-range camera. This analysis is performed with the developed algorithms (Fig. 5) using neural network approach (Fig. 6). The obtained results are promising as the software managed to properly asses the FeO content in 27 test cases (Fig. 7).

17

Recykling żużli z procesów pozapiecowej obróbki ciekłej stali

Pogorzałek J., Różański P., Bulkowski L., Borecki M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 6

447--455

PL

Przedstawiono przebieg i wyniki prac badawczych mających na celu opracowanie technologii recyklingu żużla w procesie stalowniczym. W ramach pracy określono charakterystyki żużli stalowniczych. Wytypowano żużle nadające się do zawracania do procesów stalowniczych wraz z określeniem niezbędnych modyfikacji ich składu chemicznego i postaci fizycznej. Na podstawie badań w skali laboratoryjnej i przemysłowej opracowano między innymi: sposób stabilizacji żużli w celu wyeliminowania ich rozpadu na pył i technologie aglomeracji na drodze grudkowania i brykietowania oraz określono ilości recyrkulowanych żużli w procesie piecowym (EAF) i w procesach obróbki pozapiecowej (LF, VAD). W wyniku przeprowadzonych prac badawczych ustalono, że żużle z procesów pozapiecowej obróbki ciekłej stali (LD i VAD) nadają się w wielu przypadkach do ponownego wykorzystania w technologiach stalowniczych. Mogą one zastąpić część wapna hutniczego, przyczyniając się do ograniczenia eksploatacji złóż kamienia wapiennego i ograniczenia emisji CO2 związanej z jego przerobem na wapno palone. Recykling żużli stalowniczych może dać wymierne korzyści ekonomiczne.

EN

The course and results of the research work aimed at developing the recycling method of steelmaking slags are presented.The characteristics of steelmaking slags were determined. Slags suitable for recycling in steelmaking processes were selected. The processes necessary to modify chemical composition and physical form of these slags were determined. The method of slag stabilizing for the elimination of its decomposition to the dust form, the agglomeration technologies by briquetting and pelletizing of white slags and the possible mass amounts of recirculated slags in the furnace (EAF) and secondary metallurgy processes (LF, VAD) were developed and established. As a result of the research work it was established that the slags from ladle treatment of liquid steel processes (LD and VAD) are suitable in many cases for re-use in steelmaking technologies. They can replace a portion of metallurgical lime, contributing to reduction of the limestone exploitation and contributing to reduction of CO2 emissions associated with the manufacture process of the burnt lime. The recycling of steelmaking slags can provide tangible economic benefits.

18

Możliwości odzysku żużli stalowniczych

Maruszczak K

Recykling

|

2012

|

nr 3

25--27

PL

Przy produkcji stali wytwarzany jest, jako odpad produkcyjny, żużel stalowniczy. Roztopiony żużel zlewa się do komory żużlowej w celu schłodzenia. Ostatnim etapem przed przystąpieniem do przerobu odpadu jest dostarczenie wychłodzonego żużla do miejsca jego przerobu, tj. do linii produkcyjnej.

19

Stosowanie żużli stalowniczych w budownictwie drogowym

Majka M., Maruszczak K.

Materiały Budowlane

|

2011

|

nr 12

31-31

20

Steel slag instead natural aggregate in asphalt mixture

Sofilić T., Merle V., Rastovćan-Mioč A., Ćosić M., Sofilić U.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 3

657-668

EN

Even though electric arc furnace (EAF) steel slag has been classified as non-hazardous waste by its physical and chemical characteristics, and is possible to be disposed of at provided disposal sites without danger to the environment, this is rarely applied, because the permanent disposal of steel slag is highly expensive and requires a great area, and the valuable ingredients of steel slag are lost forever. The purpose of this paper was to improve the management of this type of non-hazardous industrial waste. Alongside with reducing the area intended for its disposal and increasing the technological benefit of re-using waste material, the final results of these tests should ensure the economic profit of producers, as well as achieve a sociological-ecological benefit due to the reduction of expenditure of natural mineral aggregates, simultaneously enhancing the sustainable development policies in metallurgy. A part of this research examines the possibilities of using EAF slag in other industries, with a special focus on using the slag as substitute for natural mineral aggregates in the production of asphalt mixtures in road construction. The paper presents the results of testing physical and mechanical properties of EAF slag coming from the regular production of unalloyed carbon steel in CMC Sisak, Croatia with the application of prior processing encompassing cooling the liquid slag by air, as well as quenching by water, grinding, magnetic separation, fragmentation and granulometric fractioning for the purpose of its application in technologies of producing asphalt mixtures. Comparison of test results between specimens of water- and air-cooled EAF slag and natural aggregates used in asphalt mixtures on highways and other top-class traffic load roads has demonstrated that the examined slag has equally good physical and mechanical properties, while it is significantly better in terms of resistance to polishing.

PL

Pomimo faktu, że żużel z elektrycznych pieców łukowych (EAF) do wytopu stali został sklasyfikowany jako odpad inny niż niebezpieczny w oparciu o charakterystykę fizyczną i chemiczną, i możliwe jest jego składowanie na odpowiednich składowiskach bez zagrożenia dla środowiska naturalnego, jest to rzadko stosowane, ponieważ stałe składowanie żużla jest bardzo kosztowne i wymaga dużych powierzchni, a cenne składniki żużla są tracone na zawsze. Celem pracy była poprawa zagospodarowania tego rodzaju odpadów przemysłowych. Wraz ze zmniejszeniem powierzchni przeznaczonej na składowanie żużla i zwiększeniem korzyści technologicznych z ponownego wykorzystania odpadów, ostateczne wyniki tych badań powinny zapewnić osiągniecie zysku producentów, jak równiez osiagniecia korzyści społeczno-ekologicznych ze względu na zmniejszenie zużycia naturalnych kruszyw mineralnych, a jednocześnie wzmocnienie polityki zrównoważonego rozwoju w hutnictwie. Część tych badań analizuje możliwosci wykorzystania żużla EAF w innych gałęziach przemysłu, ze szczególnym naciskiem na wykorzystanie żużla jako substytut naturalnych kruszyw mineralnych w produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych w budownictwie drogowym. W artykule przedstawiono wyniki badań fizycznych i mechanicznych właściwości żużla EAF pochodzącego z regularnej produkcji stali węglowej niestopowej w CMC Sisak, Chorwacja z zastosowaniem uprzedniego przetworzenia obejmujacego chłodzenia ciekłego żużla w powietrzu, jak równiez chłodzenia woda, rozdrabniania, separacji magnetycznej, rozdrobnienia i frakcjonowania w celu jego stsowania w technologii produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych. Porównanie wyników badań próbek żużla chłodzonego wodą i chłodzonego powietrzem oraz kruszyw naturalnych stosowanych w mieszankach asfaltowych na autostradach i innych drogach o dużym obciążeniu ruchem wykazało, że badany żużel ma równie dobre właściwości fizyczne i mechaniczne, a jednocześnie jest znacznie lepszy pod względem odporności na ścieranie.