Доменные шлаки являются продуктами взаимодействия флюсов (карбонатов кальция и магния) с пустой породой железной руды и золой кокса. Различия в составах железных руд и кокса в разных регионах страны обусловливают соответствующие различия в составе шлаков. Металлургические заводы южных и центральных районов производят шлаки с низким содержанием А1₂0₃ (6—10%) и сравнительно высоким содержанием СаО (до 50%) и сульфидной серы (до 3—4%). В металлургии Урала и Кузнецкого бассейна, применяющей железные руды, богатые глиноземом, и малосернистый кокс, выплавляют шлаки с содержанием А1₂0₃ до 20% и сульфидной серы — до 1%. Для шлаков первой группы М₀ > 1, второй — М₀ < 1, что объясняет существенные различия в их гидравлической активности и других свойствах.

В общем случае основные шлаковые стекла имеют большую гидравлическую активность, чем кислые.

Мокрая грануляция заключается в резком охлаждении расплавленного шлака обычно в железобетонных резервуарах объемом до 800 м³, наполненных водой, и диспергировании его образующимся паром, а также газами, выделяющимися из расплава. Установки мокрой грануляции несложны (рис. 2.1), имеют высокую производительность, а выполнение технологического процесса требует небольших затрат труда. Однако шлаки мокрой грануляции имеют высокую влажность (10—30%), что приводит к смерзанию их в зимнее время, повышению стоимости транспортирования, вызывает необходимость значительных затрат тепла на их сушку.

Рис. 2.1. Центральная барабанная грануляционная установка: 1 — направляющий желоб для расплавленного шлака; 2 — приемная передвижная ванна; 3 — устройство для подачи воды; 4 — нижний грануляционный желоб; 5 — барабан; 6 — канавы для слива излишков воды; 7— склад гранулированного шлака; 8 — мостовой кран; 9 — защитная стенка

Более эффективна полусухая грануляция, основанная на комбинированном охлаждении шлаков: сначала водой, а затем воздухом. Конечная влажность гранулированного шлака при этом достигает 4—7%.

Из многочисленных установок для полусухой грануляции наиболее прогрессивны в настоящее время гидрожелобные (рис. 2.2), которые можно сооружать как вне доменного цеха, так и непосредственно у доменной печи. В таких установках расплав первоначально поступает в приемную ванну, а затем на наклонный желоб, где охлаждается водой, подаваемой под давлением 0,7—0,8 МПа. Гранулирован-

Рис. 2.2. Гидрожелобная установка для полусухой грануляции шлаков:

1 — шлаковозный ковш; 2 — приемная ванна; 3 — наклонный желоб; 4— центробежный насос ный шлак отбрасывается водой на расстояние до 20 м и выносится в приемник пульпы, а затем по трубопроводам поступает в систему обезвоживающих бункеров, откуда подается на склад. Гранулировать шлак полусухим способом можно также на барабанных, гидроударных установках и в грануляционных мельницах.

Максимальное содержание стеклофазы наблюдается в шлаках мокрой грануляции, полученных на бассейновых и желобных установках из сильно перегретых расплавов (температура более 1600 °С). Такие шлаки имеют и наиболее высокую химическую активность. При полусухой грануляции шлаковых расплавов происходит замедленное охлаждение расплава с соответствующим уменьшением количества