Valorificarea superioară a zgurilor din siderurgie prin obținerea unui liant hidraulic de tip cimentoid

CAPITOLUL 1. INTRODUCERE

Reciclarea deşeurilor a intrat în istoria tehnologiei prin modul în care civilizaţiile antice au reutilizat, în construcţii, materiale de zidarie (cărămizi, piatră, mortar) din dărâmături. Civilizaţia romană oferă un exemplu remarcabil de valorificare a deşeurilor din demolări prin încorporarea bucăţilor de cărămidă, ţiglă, în materiale numite “caementum” şi “betunum” liate cu var hidraulic (cimentul roman) sau var şi tuf vulcanic măcinat. Arheologia oferă constructorilor de astăzi această mare lecţie a maeştrilor romani anonimi, lecţie care se cere continuu amintită şi recreată, la nivelul performanţelor tehnice actuale şi în favoarea păstrării echilibrului ecologic.

În timpurile noastre ingineria, ca ştiinţă, cu toate atributele, inclusiv exactitatea, a dezvoltat un sistem de prescriptii tehnice şi standarde care reglementează recuperarea şi reciclarea deşeurilor. Condiţiile impuse de reglementările tehnice au descurajat, într-o oarecare măsură reutilizrea. O alternativa a reutilizării este depozitarea deşeurilor, care tinde sa crească la un nivel inacceptabil, in raport cu necesitatea conservarii echilibrului ecologic. Cu toate acestea, în concordanţă cu parametrii de performanţa practicabili, definiţi în normele şi standardele pentru deşeurile reutilizabile şi pentru produsele care le înglobează. În domeniul construcţiilor s-au dezvoltat tehnologii care folosesc de mult timp “deşeuri” granulare (zguri, cenuşi de termocentrală ş a) inerte ecologic, drept substituienţi de materii prime tradiţionale.

In România, cercetările privind zgurile de furnal au fost iniţiate de savantul Şerban Solacolu, de la Universitatea Politehnică Bucureşti, înca din anii 1952 – 1957, ale cărui lucrari – documente ştiinţifice de referinţă au stat la baza cercetării şi dezvoltării tehnologiei lianţilor cu zgură.

În siderurgie avem două tipuri mari de zguri :

- zgura de furnal ;

- zgura de oţelarie.

Zgura de furnal este cel mai important subprodus al industriei siderurgice, prin cantitatea disponibilă, prin domeniile de reutilizare existente si potenţiale

Zgura de furnal se formează la obţinerea fontei in furnale, ca produs secundar al reacţiilor de reducere a oxizilor de fier cu monoxidul de carbon provenit de la arderea cocsului. In furnal, alături de minereul de fier si cocs, se introduc şi fondanţi pentru îndepărtarea impurităţilor (compuşi cu sulf, aluminiu, siliciu etc.) prin reactii in faza lichida, cu oxidul de calciu. Topitura formata, prin reacţia oxidului de calciu cu impurităţile din minereul de fier, se separă în zgură la partea superioară, dat fiind densitatea mult mai mica (aproximativ 2200 kg / m3) faţî de cea a fontei topite (7800 kg / m3).

În procesul metalurgic, zgurile au un rol important, deoarece asigură separarea completă a metalului de minereu. In plus au un rol afinant, prin solubilizarea impuritaţilor din fontă, in special a sulfurilor.

Cantitatea de zgură rezultată depinde, in mare masură de performanţele procedeului. Astfel, cele mai eficiente procedee de obţinere a fontei pot produce 250 – 300 kg de zgură per tona de fonta, iar raportul mediu, zgură / fontă este de 0,8.

Spre comparaţii cu alte industrii siderurgice, pe plan mondial putem enumera :

- la US Steel Co. (SUA) : 240 kg zgură / tona de fontă;

- la Magnitogorsk (Rusia) : 310 – 315 kg zgură / tona de fontă;

- la Mittal Steel Galaţi : aprox. 360 kg zgură / tona de fontă.

Zgura de oţelarie, este subprodusul rezultat la obţinerea oţelului din fontă, care se topeşte impreună cu fier vechi, feroaliaje, fondanţi ţn cuptoare electrice cu arc, cu inducţie, in convertizoare cu insuflare de oxigen (LD, Kaldo etc).