Конспект лекций по международному частному праву 6 страница

весовой дозатор

добавки

↓

шнековый смеситель

↓ ↑

двухвальный смеситель

↓

тарельчатый гранулятор

Весовой дозатор

↓

роликовый укладчик

↓

агломерационная машина

↓

раскалывающее устройство

↓

одновальная дробилка

↓

колосниковый грохот

↓

двухвальная дробилка

< 5 мм

↓

гравиесортировка

>20 мм 5-10 мм 10-20 мм

«ШЛАКОВАЯ ПЕМЗА»

Основные сведения

Шлаковой пемзой называют кусковой или сыпучий материал, получаемый поризацией жидкого расплава в процессе его резкого охлаждения.

По себестоимости шлаковая пемза – самый дешевый искусственный заполнитель. Она производиться и применяется в районах металлургической промышленности.

Свойства шлаковой пемзы

Щебень: фр. 5-10, 10-20, 20-40, 40-70 мм.

Песок: крупный 1,2…5 мм и мелкий 0…1,2 мм.

Насыпная плотность: щебня 400…650 кг/м³, песка до 1200 кг/м³.

Чем больше пористость заполнителя, тем меньше его прочность.

Сущность производства шлаковой пемзы

Производство шлаковой пемзы основано на вспучивании шлакового расплава водой. При контакте шлакового расплава (t=1300⁰С) с водой происходит бурное вскипание с интенсивным образованием пара. Пузырьки пара, внедряясь в расплав, не могут выделяться свободно, поскольку при охлаждении вязкость расплава увеличивается. В результате он вздувается, вспучивается и застывает в виде поризованной ячеистой структуры. Основное значение при этом имеют химический состав шлаков и наличие в них растворенных газов, определяющие газотворную способность, вязкость и поверхностное натяжение шлаковых расплавов.

Способы производства шлаковой пемзы

1. Бассейновый способ.

Шлаковый расплав вливается шлаковозным ковшом в опрокидной бассейн для вспучивания, представляющий собой металлическую ванну с перфарированным дном. Снизу через отверстия в бассейн подается вода, на ее фонтанирующие струйки вливают шлаковый расплав. Он вспучивается и отвердевает, после чего масса выгружается из бассейна и остывает в виде глыб. Затем глыбы подвергаются дроблению и рассеву на фракции.

2. Брызгально-траншейный способ.

Огненный шлаковый расплав при сливе в траншею орошается из перфарированных труб водой, вспучивается и затвердевает в траншее. После охлаждения разрабатывается экскаватором или грейферным краном, подается на дробление и рассев.

Этот способ не является перспективным из-за невысокого качества пемзы и неоднородности ее структуры.

3. Вододутьевой способ.

Состоит в разбивании массы расплава на отдельные гранулы сильной струей водовоздушной смеси с последующим интенсивным смешиванием еще жидких гранул расплава с воздушной смесью и вспучиванием. Поризация расплава происходит в струйных аппаратах, гранулы, вспученные в камере смешения, выбрасываются на экран, с которого они попадают на приемное устройство и остывают в виде глыбы. Поризованная шлаковая пемза имеет однородную мелкопористую структуру.

4. Гидроэкранный способ.

При данном способе расплав двигаясь по открытому желобу, встречается с струей воды, бьющей на встречу расплаву, и распадается на отдельные гранулы. Гранулы, скатываясь по желобу вниз, попадают на горизонтально установленный экран, по которому, продолжая скатываться, падают вниз на следующий желоб. Где снова подхватываются струями воды и еще раз попадают на экран, а затем направляются на пластинчатый перегружатель для последующего охлаждения и дробления.

5. Получение шлаковой пемзы на водовоздушном грануляторе.

Все выше описанные способы позволяют получить дробленную шлаковую пемзу в виде щебня и песка. Шлаковую пемзу, в виде гранул с закрытыми порами, получают на установке, в которой применяют водовоздушные грануляторы.

Диспергированные и вспученные частицы шлакового расплава соединяются на встречном экране в крупные куски. Полученную массу, еще не потерявшую пластических свойств, обрабатывают в барабанном холодильнике, за счет вращения которого частицы приобретают округлую форму. Во вращающимся барабане с продольными лопастями происходит дополнительное вспучивание, а также разделение крупных кусков на более мелкие.

Такая пемза обладает минимальной насыпной плотностью и минимальной водопотребностью, что благоприятно сказывается на свойствах бетона на таком ИПЗ.

«ШУНГИЗИТ»

Шунгизит – ИПЗ, получаемый вспучиваем при обжиге графитосодержащей сланцевой породы.

Шунгизит получают по сухому способу. Крошка со склада сырья подается скиповыми подъемниками в расходные бункера. Из них сырье попадает в печь термоподготовки, где нагревается до 400⁰С, а затем через перегрузочные камеры попадают в печь обжига.

Для того, чтобы избежать образование спеков, в печь перед зоной обжига вводят опудривающий порошок. Охлаждение производят ступенчато для снятия термических напряжений в шунгизите и для повышения прочности шунгизита.

После сортировки шунгизит хранится в силосах по фракциям.

«ВСПУЧЕННЫЙ ПЕРЛИТ»

Основные сведения и основы процессов вспучивания

Вспученный перлит – это ИПЗ, получаемый путем вспучивания при обжиге водосодержащей.

Представляет собой теплоизоляционный материал, изготавливаемый посредством нагревания раздробленной или измельченной плотной породы до t = 900…1200⁰С, при которой она вспучивается и размягчается и в результате перехода в пар содержащейся в ней влаги, которая полностью удаляется лишь при t = 800…950⁰С.

Название «перлит» произошло от французского слова «LES PERLES» – жемчуг, в связи с наличием в нем многочисленных мелких концентрических трещин, в результате которых эта порода распадается на шарики с блестящей перламутровой поверхностью, напоминающей жемчуг.

В вулканических стеклах присутствует вода как вошедшая в момент извержения лавы и ее быстрого охлаждения, так и ювенильная, насыщающая лаву после ее остывания. Количество этой воды различное: в обсиданах – менее 1%, в перлитах – 1…6%, витрофирах – менее 6%.

Различают 2 типа воды:

– перлитовая, которая выделяется при нагреве до 500⁰С;

– обсидановая, обуславливающее вспучивание обсидание и перлита, и выделяющаяся при 830…950⁰С.

Вспучивание вулканических стекол происходит в результате процесса совмещения испарения трудноудаляемой влаги и диссоциации карбонатов и образовавшейся при этом парогазовой смеси с процессами размягчения вещества породы.

Технологической особенностью получения вспученных вулканических стекол является выбор таких скоростей и температур нагрева и степень изменения породы, при которых обеспечивалось бы наибольшее совмещение во времени испарения трудно удаляемой влаги с достижением упругопластического состояния вспучиваемого вещества.

Удаление влаги из вулканических стекол происходит в значительном интервале температур, однако, в ряде случаев лежащих ниже температуры перехода в размягченное состояние породы.

Процесс вспучивания длится в вертикальных или шахтных печах 1…2 сек., в барабанных – 20 сек.

В результате данного процесса имеют место следующие физические изменения:

1. быстрый нагрев породы и переход из твердого в упругопластическое состояние;

2. преодоление расширяющейся при нагревании в порах парогазовой смесью предельного напряжения сдвигу стекловидного вещества, которое находиться в упругом состоянии.

η = 5ּ10⁵ Нּс/м² = 5ּ10⁵ Паּс;

3. увеличение объема в результате дальнейшего нагревания стекловидного вещества и уменьшение в связи с этим его вязкости, которая может достигнуть значения намного большего, чем при переходе из упругопластического в жидкотекучее. Данное значение не должно быть меньше, чем при переходе из упругого состояния в жидкотекучее состояние.

4. затвердевание вспученных частиц в результате снижения температур.

Коэффициент вспучивания вулканического стекла – это отношение объема необженного материала к объему вспученного:

При плотности вспученного материала от 60 до 115 кг/м³.

Чем выше максимальная температура среды, тем меньше продолжительность нагревания внутренних слоев частицы и тем легче совмещать испарения влаги с моментом достижения веществом эффективного интервала вязкости

Δ = η_{нач. вспуч.} – η_{оконч. вспуч.}

С увеличением содержания щелочей Na₂O + K₂O с 4,82% до 6,41% коэффициент вспучивания уменьшается с 9,6 до 3,6.

Хорошо на вспучивание влияет наличие пор в породе. В восстановительной среде вспучивание происходит лучше, чем в окислительной. Вспучиваемость возрастает с уменьшением размера частиц. Так при размере частиц 0,22 мм К_всп = 15,9, при размере 0,88 мм – К_всп = 10,1.

Технология и основное оборудование для производства вспученного перлита

Обжиг перлита для его вспучивания производят:

1. в вертикальных шахтных печах во взвешенном состоянии с получением песка;

2. во вращающейся трубчатой барабанной печи раздельно фр.3…7 мм и фр.7…12 мм с получением щебня;

3. во вращающейся барабанной печи во взвешенном состоянии раздельно фр.< 3 мм и фр.3…7 мм с получением песка и щебня;

4. в печи кипящего слоя;

5. в наклонной трубе.

Перед обжигом любые вулканические стекла целесообразно подвергать предварительной термообработке при t = 400⁰С в течение 3…5 мин. Такая термоподготовка повышает качество вспученного перлита. Следовательно, обжигают при температуре соответствующей вязкости материала 10¹⁹…10¹⁴ Па·с. Это уменьшит растрескивание, снимет недопустимые внутренние напряжения, которые возникают из-за неравномерности остывания наружных и внутренних слоев в частице.

Из вспученного перлита с применением различных связующих веществ получают жароупорный перлитобетон, перлитобетон, шлаковый перлитобетон, перлитовую штукатурку, минераловатные изделия на битумном вяжущем.

Технологическая схема

Склад сырья

↓

Мостовой кран

↓

Приемная воронка

↓

Пластинчатый транспортер

↓

Щековая или молотковая дробилка

↓

Ленточный конвейер

↓

Валковая дробилка

w<1%

↓

Грохот или ситобурат

w>1%

↓

↓

Барабанная сушилка

↓

Грохот

↓

Бункера

↓

Вращающаяся барабанная печь

(термоподготовка, t = 300…400⁰С)

↓

Питатель

↓

Вертикальная печь

(вспучивание, t = 1000…1200⁰С)

↓

Система охлаждения

↓

Рассев

↓

Закрытый склад готовой продукции

«ВСПУЧЕННЫЙ ВЕРМИКУЛИТ»

Вемикулит – это разновидность слюды – магниевожелезистый гидроалюмосиликат с содержанием связанной воды 8…18%, следовательно, вспученный вермикулит – ИПЗ, получаемый при обжиге вермикулитового сырья при t = 1000…1200⁰С. Вермикулит при обжиге в объеме увеличивается в 15…20 раз. Получаемый пористый материал имеет насыпную плотность 80…300 кг/м³. Выпускается в виде песка и щебня.

Конспект лекций по международному частному праву