Do wykonywanych badań kruszywa żużlowego należą :

• Skład ziarnowy metodą przesiewania,

• Gęstość objętościowa,

• Wilgotność,

• Nasiąkliwość,

• Mrozoodporność,

• Rozpady: krzemianowy i żelazawy,

• Odporność kruszyw na rozdrabnianie (Badanie w bębnie Los Angeles),

• Gęstość nasypowa w stanie luźnym,

• Gęstość nasypowa w stanie utrzęsionym,

• Zawartość zanieczyszczeń obcych i metalicznych.

Rozpady żużli:

A) krzemianowy - spowodowany nadmierną zawartością ortokrzemianu wapnia w masie żużla. Zjawisko to polega na tym, że w trakcie stygnięcia ortokrzemian wapniowy (larnit) podlega przemianom fazowym, zatem bez zmiany składu chemicznego dochodzi do przeorganizowania wewnętrznej struktury krystalicznej z czym wiąże się zmiana objętości. Przemiana larnitu-α w larnit-β następuje w temperaturze 1075°C i nie ma znaczenia dla jakości żużla. W trakcie dalszego spadku temperatury poniżej 675°C struktura krystaliczna ortokrzemianu wapniowego ulega dalszej przebudowie, przechodząc z fazy β do fazy γ - towarzyszy temu zwiększenie objętości o około 10%, co powoduje reozsypywanie się ziarn.

Faza β jest metatrwała czyli w określonych warunkach może pozostać trwała, lub może ulec dalszej przemianie do fazy γ. Przykładowo granulowany żużel posiada zamknięte szklistymi otoczkami ortokrzmiany-β, które mają własności hydrauliczne tak jak cement. Stąd też bierze się zdolność wiążąca kruszyw żużlowych a zwłaszcza ich drobnych świeżo skruszonych ziaren.

W warunkach naturalnych przejście do w pełni wystabilizowanej formy jest funkcją czasu. Nie ma zgodności co do tego jak długi okres musi upłynąć zanim całkowicie zakończa się procesy stabilizacji. Praktycznie przyjmuje się że 2 do 6 miesięcy powinno być okresem wystarczającym. Jednakże, według nomogramów przytoczonych przez Brylickiego et al.(1991), przy pewnych poziomach składu chemicznego wyrażonego procentową zawartością tlenków wapnia, magnezu, glinki i krzemionki (CaO, MgO, Al₂O₃, SiO₂) występuje strefa w której żużel wielkopiecowy wykazuje pełną stabilność, czyli nie posiada skłonności do samorozpadu. Przykładowo, żużel wielkopiecowy z Huty im. T Sendzimira z uwagi na skład chemiczny lokuje się w strefie nierozpadowej (Sobczyński, 1998).

B) żelazawy - wywołany reakcją siarczku żelaza FeS z wodą przenikającą do masy żużla, w wyniku ktorej powstaje wodorotlenek żelazawy FeOH. Reakcji tej towarzyszy wzrost objetości o około 38%, co powoduje rozsypywanie się poszczególnych ziarn.

C) wapniowy -jeśli topnik przy produkcji stali jest dodany zbyt późno lub nie zostanie zaabsorbowany to w żużlu stalowniczym mogą się znaleźć fragmenty wolnego, niezwiązanego wapna w postaci CaO_w, które w zetknięciu z wilgocią ulegają lasowaniu tj. podnosi się temperatura i powstaje uwodniony tlenek wapnia co przy zwiększaniu się objętość prowadzi w konsekwencji do pękania pojedynczych ziarn żużla konwertorowego.

Na brak stałości żużla paleniskowego wpływa także obecność nie spalonego węgla, który przy niskim stopniu skoksowania wykazuje skłonności do pęcznienia.

Brak stałości objętości wyklucza stosowanie żużli do celów drogowych.

Żużel wielkopiecowy - BF

Żużel wielkopiecowy w trakcie spustu surówki z wielkiego piecu, jest w stanie ciekłym spuszczany do kadzi i wywożony na hałdę, gdzie po wylaniu spływa po zboczu hałdy i podlega stosunkowo szybkiemu studzeniu w warunkach atmosferycznych. W procesie wielkopiecowym powstaje ok. 330 kg żużla na 1 tonę wytopionej surówki. W trakcie chłodzenia na hałdzie dochodzi do krystalizacji szeregu minerałów. Głównie są to krzemiany i glinokrzemiany wapnia i magnezu oraz innych związków żelaza, manganu i siarki. W ciekłym żużlu znajduje się dużo gazów. W zależności od warunków chłodzenia gazy, jak i para wodna, gwałtownie się ulatniają, tworząc porowatą strukturę zastygłego materiału.

Zestalony żużel wielkopiecowy ma powierzchnię chropowatą i jamistą z wieloma ostrymi krawędziami. Dzięki temu ma wysoką szorstkość (PSV w granicach 59 do 66) przy dość niskiej ścieralności. Jest lżejszy od kruszyw naturalnych. Posiada doskonałą ognioodporność, wytrzymałość cieplną i własności izolacyjne. Z uwagi na występujące pory absorpcja wody jest wyższa niż dla kruszyw naturalnych, ale porowatość ta jest w dużym stopniu porowatością zamkniętą, co powoduje, że ma on dobrą mrozoodporność.

Żużel konwertorowy - LD

Żużel stalowniczy (konwertorowy) jest produktem procesu wytapiania stali. Ciekły żużel wylany z konwertora po zakończonym wytopie jest gromadzony w dole wylewowym, gdzie podlega powolnemu zestaleniu. W procesie konwertorowym tworzy się ok. 140 kg żużla na 1 tonę wytopionej stali. W trakcie ochładzania, w gorącej masie żużlowej, wykrystalizowują głównie krzemiany dwu- i trójwapniowe, ferryt wapniowy oraz roztwory stałe z wüstytem.

Z uwagi na rozpadowość, najbardziej szkodliwe dla produkowanego kruszywa są pozostałości wolnego niezwiązanego wapna (CaOw). W żużlu konwertorowym również dochodzi do zmian fazowych, a więc i rozpadów krzemianowych. Produkty rozpadu mają dużą objętość, co powoduje pęknięcia pojedynczych ziaren kruszywa.

Generalnie żużle stalownicze są masywne, przypominają z wyglądu bazalt, mają wysoką gęstość objętościową, posiadają wysoką wytrzymałość na ściskanie, dużą szorstkość i niską nasiąkliwość. Jeśli materiał jest odpowiednio długo sezonowany tak, aby zaszła w nim większość procesów rozpadowych, wówczas może być z powodzeniem stosowany w drogownictwie do różnorakich zastosowań, a szczególnie do produkcji grysów do mieszanek mineralno-asfaltowych.

Proces produkcji kruszyw hutniczych na przykładzie Slag Recycling  (Zakład Nr 1)

     Produkcja kruszyw łamanych z żużla wielkopiecowego lub okresowo konwertorowego w stacjonarnym Zakładzie Nr 1 polega na rozsiewaniu wysezonowanego żużla na frakcje ziarnowe na dwupokładowych przesiewaczach wibracyjnych po wcześniejszym oczyszczeniu go ze złomu skrzepowego. Nadwymiar z przesiewaczy o uziarnieniu 60-350 mm wraca w obiegu zamkniętym do kruszenia w kruszarce udarowej.
 

Żużel do produkcji na teren Z1 dostarcza się z urobku hałdy żużla wielkopiecowego lub składowiska stabilizacyjnego żużla konwertorowego samochodami dużej ładowności. Na stalowej kracie # 350x350 mm zasobnika odbiorczego, dostarczony żużel jest wstępnie dokruszony młotem pneumatycznym lub stalową kulą zawieszoną na linie dźwigu oraz oczyszczony z dużych skrzepów stalowych przy pomocy chwytaka elektromagnesu suwnicy mostowej. Żużel z zasobnika odbiorczego jest transportowany taśmociągiem na przesiewacz wstępny. Z przesiewacza wstępnego frakcja 0-63 mm wędruje na sortownie do dalszego rozsiewania, a nadziarno powyżej 63 mm do kruszarki udarowej skąd po przekruszeniu wraca do ponownego sortowania.
Żużel wielkopiecowy poniżej 63 mm (żużel konwertorowy poniżej 25 mm) po wstępnej i końcowej separacji elektromagnetycznej jest rozsiewany na użyteczne frakcje ziarnowe. W wyniku procesu uzyskuje się kruszywa hutnicze z żużla wielkopiecowego o uziarnieniu 0-12,8; 12,8-31,5; 31,5-63; 60-150 mm. Gotowe produkty są wywożone z terenu wagonami lub samochodami.
     Podobny charakter przebiegu procesu technologicznego ma okresowa produkcja grysów hutniczych z żużla konwertorowego. W jego wyniku uzyskuje się grysy hutnicze o uziarnieniu: 4-8; 8-12; 12-16; 16-25 mm oraz frakcje miałowe: 0-4 i 0-12,8 mm.

Proces produkcji kruszyw hutniczych na przykładzie Slag Recycling  (Mobilny Zakład Nr 2)

Zainstalowany w wyrobisku hałdy żużla wielkopiecowego składa się z:

• 3 zestawów sortujących złożonych z przesiewaczy wibracyjnych dwupokładowych. W wyniku rozsiewania uzyskuje się kruszywa hutnicze z żużla wielkopiecowego o uziarnieniu:0-12,8; 0-31,5; 12,8-31,5; 31,5-63; 60-150 i powyżej 150 mm.

• 3 zestawów złożonych z wstępnego przesiewacza rusztowego, gdzie produkuje się kruszywa o uziarnieniu: 0-63; 60-150 i powyżej 150 mm.

• zestawu złożonego z zasobnika wstępnego z dużym elektromagnesem poprzecznym i kruszarki szczękowej oraz kruszarki udarowej. Obie kruszarki dokruszają oczyszczony ze złomu żużel powyżej 150 mm uzyskany z wymienionych wcześniej zestawów przesiewaczy. W procesie tym uzyskuje się kruszywa o uziarnieniu: 0-63; 60-150 mm.

---