Т а б л і д а 27,1. склади Шлакоситалл
0,4 0,53 0,3-0,5 0,15 -0,35
У 1969 р розроблений склад білого шлакоситалла (склад Б-12), який також отримав промислове впровадження. У складах чорних Шлакоситалл (700 і 2) роль каталізатора кристалізації виконують сульфіди FeS-f-MnS, в склади білих Шлакоситалл вводиться оксид цинку, і утворюється в процесі варіння і термо-обробки сульфід цинку виконує функції відбілюючи-теля і каталізатора кристалізації.
В даний час процес відбілювання Шлакоситалл пред-представляється як обмінна реакція між сульфідами, що входять до складу шлаку, і окисом цинку:
RtFeS + m MnS + (m + n) ZnO n FeO + m MnO + (n + m) ZnS.
У всіх складах Шлакоситалл присутній фтор в кількості 1,9-2,3% по масі. Добавки фтору сущест-венно знижують температуру кристалізації і устра-ють температурний розрив між процесами образо-вання зародків і зростання основної фази в шлакосі - талій.
; У складі Б-12 присутній 5% КгО натомість ИагО. Роль КгО зводиться до наступного: посилюється ізоляція - ційна структура скла; підвищується температура раз-м'якшення скла і знижується температура початку його кристалізації; зменшується можливість деформації виробів при їх кристалізації (табл. 27.2).
Досягнутий на сьогоднішній день рівень примушує-ленного виробництва Шлакоситалл говорить про те, що отримані практичні склади Шлакоситалл в до-тнього мірою відповідають вимогам сучасного виробництва.
Завдяки своїй тонкокрісталліческіх структурі і великому вмісту кристалічної фази шлакосі.-
Таблиця 27.2. склади каталізаторів
Талл має цілу низку цінних фізико-хімічних властивостей (табл. 27.3).
Як можна бачити з цього порівняння, Шлакоситалл має механічні, термічні і хімічні властивості вищі, ніж інші матеріали. Він володіє ви-сокой міцністю на стиск, більшою, ніж кам'яне чи-тє, кислототривка кераміка, фарфор і природні камені, і може конкурувати з чавуном, алюмінієм і сталлю.
Міцність шлакоситалла при вигині вище, ніж стек-ла, порцеляни, кам'яного лиття і наближається до міцно-сті чавуну. Шлакоситалл в 3 рази легше стали. При рав-ної масі міцність шлакосіталлових виробів близька до міцності чавунних. Дрібнозерниста щільна і біс-пориста структура визначає високу міцність йшла-косіталла при стиранні. Абразивна стійкість йшла-косіталла в 4-6 разів вище, ніж кам'яного лиття, в 20- 30 разів вище, ніж граніту і мармуру, і в 50-60 разів перевищує стійкість скла, фарфору та кераміки. Шлакоситалл морозостійкий, так як має нульове водо-поглинання.
Хімічна стійкість проти впливу води, неорганічних кислот, лугів і солей у шлакоситалу-ла не гірше, ніж у кам'яного лиття та кераміки. За ді-електричними властивостями він не поступається фарфору.
Цінне поєднання властивостей робить Шлакоситалл весь-ма перспективним матеріалом, для захисту будівельник-них конструкцій і апаратури хімічної та інших від-раслей
В даний час існує два основних спосо-ба виробництва шлакосіталлових виробів: конвеєрний спосіб виробництва листового шлакоситалла методом безперервного прокату; конвеєрний спосіб виробництв-ва пресованих шлакосіталлових плит методом прес-ження. Розроблені способи виробництва листово-го шлакоситалла в основному базуються на технології виробництва скла та складаються з наступних ос-новних послідовних операцій: приготування ших-ти, варіння скла, формування стрічки, кристалізація стрічки, різання стрічки шлакоситалла.
В ході розробки та освоєння промислової техно-логії виробництва листового шлакоситалла були найде-ни оригінальні рішення і проведені роботи по ство-ня нових конструкцій устаткування. Розробка тех-нології виготовлення шлакосіталлових плит також проводилася в напрямку створення механізованого поточного виробництва.
На рис. 27.1 показана схема потокової лінії для про-ництва листового шлакоситалла. Лінія складається з ванної регенеративної печі 1 з автоматичним управ-ленням тепловим, газовим і матеріальним режимами; прокатної машини 2 оригінальної конструкції, приспо-собления для прокатки легкокрісталлізующіхся сте-кол; кристаллизатора 3 з газовим опаленням з автомат-тическим регулюванням температури; комплекту вуст-влаштування для різання стрічки скла 4 на задані розміри і подачі їх на склад.
На рис. 27.2 показана схема основних стадій вироб-ництва пресованих плит з шлакоситалла. Вона со-стоїть з наступних технологічних операцій: варіння скла, формування плит і їх кристалізація.
Приготування шихти. Для отримання скломаси, придатної для виготовлення шлакоситалла, до складу шихти повинні входити металургійний доменний шлак, кварцовий пісок, кремнефторістий натрій, в тому числі при виробництві темно-сірого шлакоситалла - сульфат натрію і антрацит, при виробництві білого шлакоситалла - поташ, калієва селітра і цінксодер - жащее сировину. Рецепт шихти для темно-сірого шлакосі-Таллах виглядає наступним чином (на 100 кг скла): доменний шлак - 57,61 кг, кварцовий пісок-39,8 кг,
Сульфат натрію - 8,1 кг, кремнефторістий натрій - 4,73 кг, антрацит-0,81 кг; рецепт білого шлакоситалла включає: доменний шлак-51,6 кг, кварцовий пісок - 38,11 кг, поташ - 6,23 кг, калієву селітру - 2,2 кг, що містять цинк сировину-3,66 кг, кремнефторістий нат-рий -3 , 39 кг.
Підготовка сировинного матеріалу і приготування шихти не мають істотних відмінностей від відомих ме-тодов скляної технології. Виняток становить гранульований доменний шлак, для якого розроб-ботана своя технологічна схема обробки.
Дослідженнями сталості хімічного складу до-сних шлаків встановлено, що коливання по Si02, СаО і А120з знаходяться в межах декількох відсотків. З метою зменшення коливань хімічного складу скла шлак усредняется шляхом десятиразової перекидання-ки мостовим грейферним краном робочої партії шлаку, що становить 300-350 т. Усереднений шлак сушиться в сушильній барабані при температурі 520-540 ° С до ус-тановленной вологості 0,2%. Після помелу в кульовому млині шлак просівають через сито-БУРАТ 64 отв / см2 і поверхню частинок повинна бути в межах 300 440 см2 / г. Приготований таким чином шлак посту-Пает в видатковий бункер складовою лінії, відважується на автоматичних вагах і далі подається в змішувач для приготування шихти.
Варка скла. Варка шлакових стекол на відміну від традиційних має свої особливості, які полягають в наступному: за допомогою шлаку в шихту вносять гото-ші продукти реакцій силикатообразования, які плавляться при нагріванні набагато швидше, ніж інші когось компонентами, що збільшує швидкість стеклообразованія. Цьому ж сприяє і наявність в шлаку сульфідної сірки; відповідно до вимог до складу скла воно повинно містити каталізатори кристалізації - суль-фідную сірку і фтор в строго певних кількостях (0,3% ± 0,5 і 1,7% ± 0,2 відповідно), які льоту-чи при варінні ; шлаковая стекломасса через наявність суль-фідной сірки схильна до розшарування і кристалізації, що викликає необхідність суворого підтримки тим-температурних і газового режиму; шлакове скло досить агресивно впливає на вогнетривку кладку печей.
Зазначені обставини багато в чому визначили прийняті технологічні режими варіння шлакових сте-кол і конструкції скловарних печей. Розроблено-ний для варіння шлакових стекол в ванних печах неодмінно-ривного дії температурний режим представлений на рис. 27.3. Варка скла відбувається при максимальній температурі 1470 ° С ± 5 °. Температура в виработочной частини становить для темно-сірого шлакоситалла 1340 - 1350 ° С, для білого шлакоситалла 1390 - 1420 ° С. Під-тримання температурного режиму в цій частині печі до-Стігала за рахунок самостійного обігріву при помо-щи газових пальників попереднього змішування.
Раціональний розподіл зон варіння наступне: зона силікатів - і стеклообразованія розташовується на ділянці від завантажувального кишені ДО другої пари горе-лок; зона освітлення і гомогенізації, вона знаходиться на ділянці другої і третьої пар пальників; зона студком, рас-покладена на ділянці від третьої пари пальників до раз-ділильних арок виработочной частини; зона вироблення, що займає простір за розділовими арками.
Важливе значення при варінні шлакових стекол має створення належного складу газової атмосфери в раз-особистих зонах ванній печі через вплив цього фактора на реакції, що протікають в шлаками шихті при її нагріві. Зазвичай співвідношення газу і повітря, по-даються в ванну піч для горіння, становить 1; 9 або 1:10, робочий тиск за третій і четвертій па-рами пальників при цьому становить 4 5 Па.
Формування. Висока кристаллизационная спосіб-ність, низька в'язкість і вузький інтервал формування шлакових стекол роблять непридатними відомі при-еми і обладнання для отримання стрічки методом про-ката. У зв'язку з цим для отримання безперервної стрічки з шлакоситалла вперше в практиці виробництва скла був розроблений струменево-розподільний спосіб.
Цей спосіб характеризується наступним: вихідне скло безперервної регульованою струменем подається для формування на нижній вал прокатної машини. Стрічка формується між валами різних діаметрів: верх-ний прокатний вал малого діаметра, а нижній вал - великого діаметру. Співвідношення діаметрів прокатних валів від 1: 3 до 1:10. Зазначене співвідношення діаметра прокатних валів і їх несоосность дозволяють утворити між валами поглиблення - воронку, в яку неодмінно-ривним потоком надходить розплавлена стекломасса. Розробка складів шлакоситалла з поліпшеними фор-мовочнимі властивостями дала можливість поліпшити вузол пітаї прокатної машини.
Було запроваджено лоткові живильник, який представляє собою металевий кожух з внутрішньої кварцовою фу-теровкой. Лоткові живильник відкрив можливість слі-ва скломаси на прокатну машину не вузьким струменем, а суцільним потоком шириною 500-1000 мм, що послабшають шило формування стрічки.
При виробництві пресованих плит для дозування і подачі скломаси на формування використовується струменевий живильник, виконаний на основі механічні-кого живильника ПМ-12. Стекломасса з ванної печі не-безперервно надходить до очку живильника, протікаючи через обо-Гревал канал. Стекломассу дозують за допомогою відсікача, в якості якого використовується водоохлаж - даємо металевий лоток, встановлений стаціонар-но. Плити формують на Восьмипозиційний пресах АПП. На першій позиції форма заповнюється стекломассой, а на другий вступає в роботу пресовий механізм; на третій - п'ятій позиціях відпресовані плитки ох-лаждающей, на шостій позиції вони виштовхуються з форми. Загальний цикл пресування становить 28 - 60 з в залежності від розміру плитки.
Кристалізація, Після прокатки безперервно рухаємося-щаяся стрічка скла 3 надходить в кристалізатор 5, ко-торий є тунельну піч з роликовим конвеєром у вигляді роликів 4, охолоджуваних водою. От-лічітельная особливість печі - застосування газового факельного прямого опалення, підведеної з обох
Сторін до печі безумовно розташованими влетить. У розробленій конструкції печі надійно встанов-ється і підтримується температурний режим, необ-ходимо для кристалізації.
Для здійснення термообробки пресованих плит розроблена конструкція печі-кристалізатора, подом якої є рухливі двоярусні ва-гонеткі, футеровані легковажним шамотом. Розробити конструкцію танная конструкція забезпечує стабільність темпера-турне режиму на обох ярусах вагонетки.
Шлакоситалл застосовують у багатьох областях на-родного господарства. Листовий Шлакоситалл використовує-ся в будівництві, хімічній, гірничорудній, електротех-нічної та інших галузях промисловості.
Висока міцність, хороша стійкість до температур-ним перепадів дають можливість Шлакоситалл кон-курувати з такими будівельними матеріалами, як облицювальна кераміка, граніт, мармур та ін. Висока хімічна стійкість Шлакоситалл дозволяє при-міняти їх в якості матеріалу, придатного для експлу-атацію в агресивних середовищах: кислотах, лугах, вод-них розчинах різних солей натомість кислотоупорной кераміки і плит з кам'яного лиття. Важлива властивість шлакоситалла - висока опірність механічно-му стирання, що дозволяє використовувати його в якості-ве зносостійкого матеріалу.
В даний час визначені наступні основні області застосування шлакоситалла в будівництві і інших галузях промисловості: зовнішнє облицювання цоколів, стінових панелей житлових будинків, громадських та промислових будівель; внутрішня захисно-декору-тивная облицювання стін, перегородок промислових зда-ний і споруд; покриття підлог в промислових будівлях і спорудах, а також у будівлях цивільного будівництва; захист будівельних конструкцій і обо-нання від впливу агресивних середовищ і підвищено-го зносу; футерування жолобів, лотків, бункерів, еста-кад та інших споруд в хімічній, вугільній, коксо-хімічного, гірничодобувної та інших видах про- мисловості.
[1] Гл. 1 і п. 3.5 написані Каїди. техн. наук JI. А. Орлової; гл. 13 - Д - Б. Кантором, п. 18.2 -канд. техн. наук О. В. Воробйової.
[3] Для стекол, що містять К2О і ШгО.
[4] Значення арьо -107 = 130 відноситься до стекол, що містить менше 3 мовляв. % Лужних оксидів. При утриманні MejO> 3 мовляв. % Значення apbo-107 дається формулою арьо • 10 '= 130 + 5 (Ме20 - 3).
[5] Наведені значення дані для стекол, що містять 44-80 мовляв. % Si02. Значення ав 0 -107 розраховують за формулою
«Під -10 '= + 12,5 (4 - W) - 50, якщо ¥<4. 2 ' Прн Y> 4 аці0> • 10 * = - 50.
(NaaO + К20 + BaO) +0,7 (СаО + Sr Про + PbO) + т --------------------
+ 0,3 (LiaQ + MgO + ZnO) - А120з В203
[6] Це одна з теорій, які розкривають механізм фарбування се-ленів рубіна.
[7] Тепловим напругою називають кількість теплоти, виокрем-ленне за 1 год иад площею печі, що дорівнює 1 м2; УІО вимірюється в Вт / м2. Теплове напруга в зоіе варіння іітеісівіо працюють
[8] Дендрити трідіміта і кристобалита розрізняються по куту на-клона гілок до стовбура дендрита: у трідіміта він становить 60 °, у кристобалита - 90 ". Крім того, тридимит часто має форми не-правильних пластин (рис. 8.4).
[9] to 'зі ^ f зі зі " <м" f-T о" с<Г — in th СП со in ' ' ю" оо <м"