Портландцемент. Шикізат материалдары 7 страница
Перлит – қышқыл вулкандық құрамында суы бар шыны. Оның химиялық құрамы түрақты, %: SiO2 68...75; A12O3 13...16; Fe2O3 0,4...3; СаО 0,8...2; R2О 8 дейін; ППП 2...6.
Украинаның Днепродзержинскідегі цемент зауытында және Жаңа-Здолбундағы цемент-шифер комбинатында базальттарды қолдана отырып, жаңа «қиыршық тасты» клинкер алу технологиясы іске асырылды. Қиыршық тас түріндегі карбонат пен базальттан тұратын қоспа өлшемі 30 мм бөлшектер түрінде қосымша ұнтақталусыз айналмалы күйдіру пештеріне беріледі. Бұл технология өзінің өте тиімді екендігін көрсетті.
М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университетінің «Силикаттар технологиялары және минералдар синтезі» кафедрасында портландцемент клинкерін алу үшін шикізат ретінде жаңа дәстүрлі емес материалдар – сиенит, диабаз және базальттар зерттелді.
Диабаздар толық кристалданған магматикалық, палеотипті тау жынысы. Оның құрамына плагиоклаз, лабрадор және диабазды құрылымды авгит кіреді. Диабаздар екіншілік процестермен көп өзгерген, оларда пироксен, плагиоклаз және оливиннің өзгеруі арқасында хлоритизация, урализация, соссюритизация, альбитизация процестері көп дамыған. Термиялық өңдеу кезінде диабаздар 1250...1300 оС толық балқиды. Сол үшін оларды цементтің шикізат қоспасында жоғары реакциялы алюмосиликатты компонент ретінде пайдалануға болады. Диабаздар мен сиениттердің химиялық құрамы 2.5 – кестеде келтірілген.
2.5-кесте. Диабаздар мен сиениттердің химиялық құрамы
| Материал | Тотықтардың мөлшері, мас.% | ||||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | R2O | P2O5 | ппп | Басқ. | |
| Диабаз | 50,42 | 13,35 | 15,92 | 7,99 | 3,99 | 4,12 | - | 1,5 | 2,71 |
| Сиенит | 65,1 | 14,05 | 3,23 | 3,74 | 1,31 | 4,78 | 1,4 | 1,84 | 4,55 |
Сиенит тереңдік, орта түйіршікті, кварцсыз, түсі ашық сұр немесе қызғылт тау жынысы. Құрамында ортоклаз, плагиоклаздар, пироксенді топтың минералдары, темір тотығының қатты ерітінділері бар материал. Аз мөлшерде гидрослюдалар және биотит бар.
2.9 Шикізат қоспаларының құрамын есептеу тәсілдері
Алынатын клинкердің қажетті химиялық және минералдық құрамын қамтамасыз етіп шихтаның құрамындағы компоненттердің сандық мөлшерін анықтау үшін шикізат қоспасының құрамын есептейді. Мұнда зауыт берілген клинкерді күйдірудің технологиялық параметрлерін оптимизациялауын және цемент қасиеттеріне сәйкес келетін клинкердің минералды құрамын ескереді.
Алдымен клинкердің берілген минералдық құрамынан С.Д. Окороковтың формуласы бойынша химиялық құрамын анықтайды, содан соң клинкердің қанығу коэффициенті (ҚК), силикатты және глиноземді модульдерін анықтайды. Болашақ клинкердің негізін қарай отырып, технолог мыналарды еске алуы керек:
1. берілген шихтаның құрамы алынатын цементтің қажетті құрылыс техникалық қасиеттерін қамтамассыз етуі;
2. күйдіру кезінде клинкер пайда болу процесінің бір қалыпты өтуін қамтамассыз ету (әктің толық байланысуы, клинкердің сапалы петрографиялық құрылымын алу);
3. пештердің жұмыс істеу жағдайын қамтамассыз ету, өнімділігін арттыру, сақиналардың түзілуін болдырмау, пеш астарында отқа төзімді сылақтың түзілуіне жағдай жасау (обмазка).
С3S-тің C2S-ке қатынасының жоғары болуы пештердің өнімділігін төмендетеді, отынның шығынын жоғарылатып, пеш астарының жұмыс істеу жағдайын төмендетеді және өнімдегі әктің мөлшерін жоғарлатып жіберуі мүмкін.
Клинкердің құрамында балқығыш минералдар аз мөлшерде болса клинкердің күйдірілуі, жымдасып бірігуі қиындайды да пештердің өнімділігін төмендетіп, отын шығыны көбейеді. Бір жағынан ондай минералдардың көп болуы дәнекерленген түйірлердің, кей жағдайда сақинаның пайда болуына әкеп соғады. Балқығыш минералдардың құрамында С3А көп болуы сұйық фазаның тұтқырлығын жоғарлатып, алиттің пайда болуы мен кристалдануын қиындатады.
Ал кальцийдің алюмоферритінің көп болуы керісінше, сұйық фазаның тұтқырлығын төмендетіп, түйірлердің пайда болуына әкеп соғады. Осы жоғарыда айтылған жағдайларды қанағаттандыруы үшін кәдімгі портландцемент клинкерін мынадай құрамда ұсынуға болады.
Есепті минералогиялық құрам Модульдік сипаттамалары
С3S + C2S = 75 ± 2 % ҚК = 0,89 ± 0,02
Оның ішінде С3S = 55 ± 3 % п = 2,1 ± 0,3
С3А + С4АF = 22 ± 2 % р = 1,3 ± 0,3
мұнда С3А = 8 ± 2 %
Шикізат қоспасының есебін шығаратын формулаларды қорыту
ТМД-ның көптеген цемент зауыттарында шикізат қоспасының есебін ҚК, n, p, арқылы жүргізеді. Ыңғайлы болу үшін қысқартылған белгілеулерді қолданамыз (2.6-кесте).
ҚК-нің белгілі бір шамасындағы 2 компоненттен тұратын қоспаның есебі. Берілген ҚК бойынша шикізат қоспасын алу үшін бірінші әктас компонентінің салмақтық бөлігіне екінші сызбалшық компонентінің бір салмақтық бөлігі келеді делік.
2.6-кесте. Тотықтардың қысқаша белгісі
| Тотықтар | Клинкер- де | Шикізат қоспасында | 1-ші компонентте | 2-ші компонентте | 3-ші компонентте |
| CaO | C | C0 | CI | C2 | C3 |
| SiO2 | S | S0 | SI | S2 | S3 |
| AL2O3 | A | A0 | AI | A2 | A3 |
| Fe2O3 | F | F0 | FI | F2 | F3 |
Онда жалпы белгілі формула бойынша:
(2.8)
Со, S0, A0 және F0-лардың берілген мәндерін ҚК-ін анықтайтын формулаға қойсақ,
(2.9)
Осы алынған теңдеуді Х-ке байланысты түрлендіріп, қанығу коэфицентінің берілген мәніне байланысты қоспаның құрамын анықтай алатын формуланы алуға болады.
(2.10)
Берілген ҚК-нің және n-нің мәндеріне сәйкес үш компонеттен тұратын қоспаның есебін қорытып шығару.
Шихтаның құрамын мынадай қатынаста деп ала отырып 1-компонент, 2-компонент, 3-компонент - Х:У:1 келесі теңдіктерді жазуға болады:
Осы алынған мәндерді кремнезем модулі мен қанығу коэффицентінің теңдеуіне қойсақ, онда төмендегі теңдеулер шығады.
(2.11)
(2.12)
Алынған 2 теңдеуді 2 белгісіз бар теңдеулер жүйесіне келтіреміз:
Қысқартылған белгілеулер енгіземіз:
Бұл жағдайда 2 теңдік жүйесі мынадай түрге енеді:
Бұл жүйені Х пен У-ке қатысты шеше отырып, мынадай теңдік аламыз:
ҚК мен р-нің берілген мәндері арқылы үш компонентті шикізат қоспасының құрамын анықтау үшін де жоғарыда келтірілген формулаларды қолдануға болады; 
үшін төмендегі мәндерді қабылдаймыз:
Төрт компонентті қоспаның берілген ҚК-і мен р арқылы құрамын есептеу үшін формулалар жоғарыдағыдай қорытылады, яғни
а) 1–2–3–4-компоненттер–X:Y:Z:1
б) оксидтердің мөлшері ығысу формуласымен анықталады.
в) оксидтердің теңдеулері ҚК, n және p–ларды анықтайтын формулаға қойылып үш теңдеу үш белгісіз бар сызықтық теңдеуге келтіріледі. Соның нәтижесінде келесі теңдеулерді аламыз:
Қысқартып жазу үшін келесі өзгертулер енгізіледі:
Жоғарыдағы үш теңдеуден тұратын жүйеден төрткомпонентті қоспаның есебін аламыз:
(2.13)
Мұнда
(2.14)
Құрамында отынның күлі бар қоспаның есебіне де жоғарыда келтірілген (2) және (3) формулалар пайдаланылады.
Жаңа зауыттарды салғанда, жобасын жасағанда, неғұрлым құрамындағы компоненттері аз болатын шикізат қоспасын алуға тырысу керек, себебі шихтаны көп компоненттердің көмегімен алу технологиялық процесті қиындатады.
Құрамында отынның күлі бар өнімдік қоспаның құрамын есептеу.
Цемент клинкерін табиғи газбен немесе мазутпен күйдірген кездегі күлді есептемеуге болады. Бірақ тас көмірді пеште күйдірген кезде отынның күлі клинкердің құрамына қосылады.
Отырған күлдің клинкер массасына процент есебімен алған кездегі шамасы мына формуламен анықталады:
(2.15)
Мұндағы Р-отынның меншікті шығыны, %;
А-отынның күлге айналуы, %;
В-клинкердегі күлдің барлық күлге шаққандағы бір бөлігі.
В-шамасы цементті күйдіретін пештердің түріне байланысты; шахталы пештері үшін ол 1 % болуы мүмкін, ал айналмалы пештерде 3...8 % дейін болуы мүмкін.
Айталық клинкердің 100 бөлігінің х бөлігі 1-компоненттен, у бөлігі 2-компоненттен, z бөлігі 3-компоненттен, q отынның күлінен тұрады делік, яғни 1=x+y+z+q. 2.6-кестеде келтірілген қысқартуларды пайдалана отырып, отынның күлін 4–компонент деп қарастырсақ, төмендегі теңдеулерді алуға болады:
(2.16)
Жоғарыдағы C, S және A мен F-тің мәндерін ҚК-нің формуласына қойсақ,
, (2.17)
(2.18)
1=x+y+z+q үш белгісізі бар үш сызықтық теңдеулер жүйесін аламыз. Бұл теңдеулер жүйесінің шешімі 3-формуламен шешіледі, айырмашылығы а,в,с коэффиценттері төмендегі формуламен өрнектеледі:
Үшінші формуламен есептелінген x¸y,z–тердің мәндері бұл жағдайда қыздырылған компоненттерге жатады.
Өнімдік қоспаның құрамын анықтау үшін, оларды 
ға көбейтіп, қыздырылмаған компоненттерді қайтадан есептеу керек. Бұл жердегі ППП-дегеніміз белгілі компоненттердің қыздыру кезінде жоғалған мөлшері.
Өнімдік қоспаның есебі 0,01 % дейінгі дәлдікпен, ал көп компонентті шихтада–,1 % дейінгі дәлдікпен жүргізіледі. Өнімдік компоненттің құрамын 1 %-ке есептейді, егер оған жетпесе қосады, ал артық кетсе, 1 % дәлдейді.
Өнімдік қоспаны есептеу цемент зауыттарында ғылыми-зерттеу институттарында, жоғары оқу орындарының кафедраларында арнаулы бағдарламамен жұмыс істейтін компьютерде жүргізіледі. Бұл программалар өнім шихтасындағы компоненттердің қатынасы, клинкер мен қоспаның химиялық құрамы, кликердің модулі, ҚК, оның минералогиялық құрамы, 1т клинкерге кететін шығыны туралы мәлімет береді.
Бақылау сұрақтары.
1. Портландцементтің құрамы қандай? 2. Портландцементтің жалпы сипаттамасы беріңіз. 3. Портландцемент клинкерінің химиялық құрамы қандай? 4. Клинкер қандай минералдардан құралады, олардың саны қандай?
5. Қанығу коэффициенттің және модульдердің сипаттамасын беріңіз.
6. Клинкердің құрылымы қандай, ол цементтің маркасына қандай өсер етеді?
7. Клинкердің химиялық-минералдық құрамын қандай тәсілдерімен анықтайды? 8. Портландцемент өндірісіне қажетті шикізаттарды атаңыз, олардың ұлестік шығыны қандай? 9. Карбонатты тау жыныстардың түрлері және қасиеттері қандай? 10. Қандай сазды тау жыныстар пайдаланады? 11. Шикізаттағы зиянды қоспаларды атаңыз, олардың мөлшері қандай? 12. Қандай техногенді өнімдерді шикізат ретінде пайдаланады? 13. Шикізаттың қандай басқа түрлерін пайдалануға болады, олардың артықшылығы қандай?
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 374; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!