Struska

Kusy strusky v údolí Vrchlice, zbytky dolování rud včetně stříbra a jejich zpracování

V metalurgii vznikají strusky při zpracování roztavených tekutých kovů. Nekovové složky vsázky (okuje, korozní produkty, znečistěniny ap.), produkty vzniklé při metalurgických reakcích v tavenině, stržené částečky z vyzdívek ap. vyplouvají na povrch kovové lázně a vytvářejí více nebo méně souvislou vrstvu na povrchu taveniny.

V metalurgii mají však strusky ještě další důležitou funkci. Na volbě optimálního struskotvorného režimu závisí nejen úspěch metalurgického pochodu, ale také náklady výroby. Zpracování tekutých kovů je značně komplexní termodynamický proces, který se odehrává v systému tavenina-struska-atmosféra. Tyto tři složky se vzájemně ovlivňují a dochází zde k výměně iontů na fázových rozhraních. Ke splnění této úlohy musí strusky vykazovat zcela určité a pro každý metalurgický pochod specifické vlastnosti. Nejdůležitější je dobrá tavitelnost za používaných teplot, chemická aktivita, schopnost absorbovat nežádoucí látky z taveniny, měrná hmotnost musí odpovídat daným podmínkám atd.

Vlastnosti strusek jsou proto v hutích velice bedlivě sledovány a kontrolovány. Vlastnosti jako specifická hmotnost, viskozita roztavené strusky, povrchové napětí nebo napětí na fázovém rozhraní a elektrická vodivost strusek patří mezi další důležité parametry, které musí být respektovány. Dalším důležitým parametrem je bazicita strusek. Bazicita představuje poměr mezi kyselými a zásaditými složkami strusky – (CaO+MgO)/SiO₂ .

Ternární diagram typické strusky

Základní informace o vlastnostech strusek lze odečíst z rovnovážných diagramů strusek. Jedná se zde většinou o tří – nebo vícesložkové diagramy. (Příklad viz obr.) Metalurgické strusky sestávají hlavně z kovových oxidů jako oxid křemičitý, silikáty, oxidy železa, oxid vápenatý atd. Před odléváním musí být struska z povrchu taveniny pečlivě odstraněna – stažena. Zbytky strusek mohou zhoršovat kvalitu vyráběných ingotů a odlitků jako nekovové vměstky především zhoršením mechanických vlastností výrobků.

Mnohé strusky, zejména strusky ocelářské, slévárenské a strusky z výroby neželezných kovů obsahují sloučeniny kovů, které mohou být metalurgicky recyklovány. Tyto strusky se potom dále zpracovávají, například některé slévárenské strusky obsahují až 60% železa, které je možno magneticky separovat. Recyklování strusek tvoří významnou ekonomickou oblast hutní výroby. V roce 2003 bylo v USA vyrobeno více než 20 milionů tun strusek.

Strusky obsahující vodou rozpustné chemické sloučeniny jako například odsiřovací strusky obsahující CaS nebo sloučeniny těžkých kovů musejí být deponovány na zvláště k tomuto účelu určených vodotěsných skládkách.

Železo a ocel

Železná struska nedaleko obce Osek, okres Rokycany

Slévárenské strusky

Vylévání vysokopecní strusky na odvalu Lihovarská v Ostravě

Spalováním pevných paliv v tepelných elektrárnách a spalovnách odpadů vzniká jako zbytkový produkt popel. Aby se zamezilo vytváření struskového kamene ve spalovacím prostoru, jsou tato topeniště zpravidla teplotně řízena tak, aby byl popel roztaven a mohl být odveden jako tavenina. Takto vzniklá struska je potom vedena do vodou chlazených komor, kde se granuluje. Granulovaná struska je podobně jako strusky metalurgické používána při stavbě silnic a na výrobu tvárnic. V některých provozech bývají proto k palivu přidávány struskotvorné přísady, které usnadňují tavení strusky.

Sopečnou strusku tvoří pórovité fragmenty pyroklastického materiálu bazaltového až andezitového složení, které jsou vyvrhovány z jícnu během explozivní erupce. Jednotlivé částice mají převážně velikost lapilli a jejich pórovitá struktura je dána množstvím unikajících vulkanických plynů v okamžiku jejich formování. Barva strusky je typicky tmavě šedá až černá, což je dáno poměrně velkým obsahem železa. Struska nejčastěji vzniká v průběhu strombolských erupcí a je základním stavebním materiálem sypaných kuželů.

Rhyolitovým ekvivalentem sopečné strusky je pemza.