Клинкер пайда болу процесін реттеп жеделдету 11 страница

5.1-кесте. Клинкер минералдарының микро қаттылығы мен морттығы

Минерал	Микро қаттылығы, МПа/cм²	Морт снғышытығы, мкм
С₃S C₂S C₃A C₄AF	7670 10300 8750 10500	38,4 28,4 31,4 19,0

Кәдімгі клинкерлерде микро қаттылық көптеген факторларға байланысты. Сонымен, өте майда кристалды клинкерлерде ол біршама жоғары. Алиттің ірі кристалдарында микро қаттылық түйіршіктің ортасына қарағанда шеттерінде төмен болады. Бұл кристалдану жағдайларымен түсіндіріледі. Клинкер түйіршіктері абсолютті тығыз денелер болмайды. Түйіршіктің кеуектілігі 17...26 % болады, қуыстардың (кеуектердің) диаметрі әртүрлі болады –майдалары 30 мкм дейін, ал ірілері 200 мкм артық.

Түйіршікке күш түсірілгенде бірінші ойындыдан аса ірі қуыстар арқылы түйіршікті бұзатын жарықшақ өтеді. Одан әрі кемістіктер (деректі) саны азаяды да, түйіршікті ұсақтау үшін үлкен күш жұмсауға тура келеді (5.1-сурет). Суретте үш бөлік айқын көрініп тұр. Бірінші бөлікте ұнтақтауға қарсылық үлкен емес және негізінен түйіршіктердің кеуектілігіне байланысты болады. Бұл жерде бұзылу фазалардың шетінде болады және үлестік аудан электр энергиясының шығынына пропорционал. ІІ–бөлікте қарсылық күшейеді. Ол клинкердің микро құрылымымен фазалық құрамына байланысты болады, бұл кезеңде жеке кристалдардың ұнтақталуы өтеді. Үлестік ауданның өсуі бәсеңдейді. ІІІ-бөлік ұнтақталуға қарсылықтың бөлшектердің жентектелуі мен олардың майдалағыш денелердің бетіне және бронефутеровкаға жабысуына байланысты айқын (экспоненциальный) өсуімен сипатталады.

Клинкерде белит пен алюмоферрит мөлшерінің ұлғаюына байланысты ұнтақтауға қарсылық ұлғаяды (5.2-сурет). Құрамында MgO, FeO және сілтілердің мөлшері жоғары клинкерлерде ұнтақтауға қарсылы5ы өседі. Материалдың ұнтақталуы ұнтақтау жүргізілетін құрал-жабдықтар және ұнтақтау әдісіне байланысты шартты түрде бағаланады.

Цемент өндірісінде ұнтақтау құбыр тәрізді шарлы диірмендерде жүргізілетін болғандықтан, материал ұнтақталуының көрсеткіштері негізінен осы құрал-жабдықтарға қатысты анықталған.


5.1-сурет.Клинкердің ұнтақталуға қарсылығының үлестік ауданға тәуелділігі	5.2-сурет. Клинкердің ұнтақталғыштық коэффиентінің К С₂S құрамына тәуелділігі

Ұнтақталуды бағалаудың ең қарапайым әдісі ұнтақталу коэффициентін анықтау болып табылады. Бұл кварцты ұнтақтауға қажетті уақыттың, берілген материалды сол бөлшектену дәрежесіне дейін ұнтақтауға қажетті уақытқа қатынасы ретінде көрсетіледі:

(5.1)

Бұл коэффициент біраз үлкен аралықта (ауытқуы) өзгеруі мүмкін. Мысалы, Гипроцементтің мәліметтері бойынша айналмалы пештердің клинкерлері үшін ол 0,67...1,41, шахталы пештің клинкерлері үшін 1,64...2,50 болады.

Портландцементтің ұнтақталу майдалылығы торының өлшемі 0,08 мм елегіштердегі қалдықтарымен сипатталады. Ұнтақталу майдалығының дәлірек сипаттамасы үлестік бетімен анықталады. Әдетте цемент өнеркәсібінде материалдың толық үлестік бетін төмен температурада азотты сіңіруі бойынша анықтамайды. Оған қарапайымырақ, бірақ дәлдігі төмен ПСХ-2, ПСХ-8, немесе Т-3 (Товаров) құралдарында ауаны тығыздалған ұнтақ қабаты арқылы сүзу әдісін қолданады. Шетелдік компанияларда цементтің үлестік бетін Блейн құралында анықтайды. Қазіргі уақытта қатардағы цементтер №008 елегішіндегі қалдығы 5...8 % болғанда шамамен 2800...3000 см²/г үлестік бетімен сипатталады. Тез қатаятын цементтер аса жоғары (3500...4500 см²/г) үлестік бетке ие.

5.3-сурет. Цемент беріктігінің үлестік ауданға тәуелділігі: 1-4 - 1,3,7 және 28 тәулікке сәйкес қатаю мерзімі

Цементтің үлестік ауданы ұлғайғанда оның қатаю беріктігі мен жылдамдығы алғашқыда біраз артып, одан кейін төмендейді. Бірақ үлестік аудан 7000 см²/г-ға жеткенде, беріктіктің едәуір төмендегені байқалады, бұл өте майда ұнтақталған цементтің суды көп сіңіретіндігіне байланысты. Цементтің үлкен үлестік ауданы, сол сияқты, оның аязға төзумділігіне да кері әсерін тигізеді.

Қатаюдың бастапқы тәуліктерінде цементтің беріктігі оның үлестік ауданына пропорционал, одан кейінгі кезде пропорционалдық бұзылады (5.3-сурет).

Алынған цементтің қасиеттеріне тек оның үлестік ауданы ғана әсер етіп қоймайды, сол сияқты ұнтақтың түйіршік құрамы мен ұнтақталу жағдайы да әсер етеді. Мысалы, Г.С. Ходаков цементті шарлы, тербелмелі, ағынды және эксцентрлі (орталықтан ауытқыған) диірмендерде бірдей үлестік ауданға дейін ұнтақтағанда, ағынды және тербелмелі диірмендерде цементтің белсенділігі төмендейтінін анықтады. Бұл алынған түйіршіктер пішінінің әртүрлігіне байланысты. Шарлы диірмендерде алынған ұнтақтың түйіршік пішіні Розин – Раммлер теңдеуімен сипатталады.

Р (х) = Аехр ( - αхр) (5.2)

Бірақ көбінесе түйіршік құрамын сипаттау үшін бөлшектердің өлшемі мен орналасуының дифференциалды қисығын құрайды: абсциссаға түйіршік диаметрінің мәнін түсіреді (немесе олардың логарифмін), ал ордината осіне – қажетті фракцияның проценттік құрамын түсіреді (5.4-сурет).


5.4-сурет. Үлестік ауданы 0,45 м²/г (1) және 0,32 м²/г (2) портландцементтің түйіршік құрамының қисығы	5.5-сурет. Цементтің әртүрлі фракцияларының қысымға беріктігінің өсуі: R-үлгілердің беріктігі; τ-қатаю мерзімі

Әдетте, бұндай қисықта майда бөлшектер аймағында екі жоғары мән болады. Бірінші жоғарғы мән кристалдардың қабырғаларындағы құрылымның кемістіктеріне байланысты, екіншісі клинкердің кристалл аралық бөлігіндегі құрылымның кемістіктеріне байланысты.

Ұнтақтау кезінде клинкердің әртүрлі фракциясында минералдардың құрамы әртүрлі. Майда фракцияда (0...20 мкм) әдетте С₃S пен C₃A көп болады, ал аса үлкен фракциялар С₂S пен С₄AF пен байытылады.

Көптеген зерттеулер көрсеткендей цементтің беріктігіне 5...30 мкм фракциясы аса көп әсер етеді. Қатардағы цементтерде оның құрамы 40...50 %, ал үлкен беріктіктегі және тез қатаятын цементтерде 70 % дейін болуы қажет. 5 мкм төмен фракция цементтің беріктігіне тек бастапқы тәуліктерде ғана әсер етеді, ал оның мөлшерін 20...25 % дейін көбейту, цементті аса тез қатаятын цементтер қатарына қосуға мәжбүр етеді. 5...10 мкм фракция беріктікке 3 және 7 тәулік мерзімге, 10...30 мкм фракция айлық және одан ұзақ мерзімдерде әсер етеді. Цементтің 60 мкм артық фракциясы қалдық (балласт) болады. 5.5-суретте бір цементтің әртүрлі түйіршік құрамындағы беріктіктің өсуі көрсетілген.

5.2 Барабанды диірмендерде ұнтақтау

Портландцемент технологиясының негізгі сатыларының бірі клинкерді барабанды диірмендерде майдалап ұнтақтау процесі болып табылады.

Барабанды диірмендердің жұмысының теориялық және технологиялық негіздерін қарастырамыз.

Барабанды диірмендерде ұнтақтау жұмысы оған салынған шарлар мен майдалайтын ортамен орындалады. Барабан айналғанда майдалағыш денелер үйкелу күштерінің әсерінен барабанның қанқасымен бірге жоғарыға қарай көтеріледі. Көтерілу биіктігі, артылған шарлар мен барабан футеровкасының арасындағы үйкелу күшінің әсерімен анықталады. Толтырылу коэффициенті φ-дің берілген мәнінде үйкелу күші р әртүрлі квадраттағы шарлардың орнына байланысты.

Шарлардың қозғалу режимі ығыспалы (каскадный) және құлама (водопадный) болып бөлінеді. Ығыспалы режимде артылған шарлардың салмағы түсетін орта (30...40⁰) ығысады және шарлар барабанмен бірге едәуір биіктікке көтеріліп, домалап түседі.

Барабандағы шарлардың орнығуын үш аймақта бөліп көрсетуге болады – барабанмен бірге жылжитын шарлар, сусымалы орта – сырғитын шарлар және «өлі» аймақ ( майдалағыш денелер іс жүзінде жылжымайтын және іс жүзінде ұнтақтауға қатыспайтын аймақ болады). Барабанмен бірге көтерілетін шарлардың қабатында олардың бір–біріне салыстырғанда орын ауыстыруы аз болғандықтан ұнтақтау өте мардымсыз жүреді. Материал шарлар сырғып жылжитын аймақта өте қарқынды ұнтақталады (сусымалы орта аймағында).

Ығыспалы режимде материал негізінен үйкелу мен біршама жаншылып уатылу жолымен ұнтақталады.

Құлама режимді шарлар үлкен биіктікке көтеріліп, содан соң еркін ұшуға көшеді және ұнтақтау құлаған шарлардың соққысының әсерінен іске асады. Одан бөлек, құлама режимде материал көтерілген шарлардың жаншылуы мен үйкелуінен ұнтақталады. Бірақ шарлардың жартысына жуығы майдалау ортасының орта тұсында қимылсыз болады және тиімді пайдаланылмайды.

Шарлардың көтерілу бұрышы диірмендердің шарлармен толтырылу коэффициентінің φ мөлшеріне байланысты, себебі φ үлкен болған жағдайда шарларға әсер ететін үстіңгі қабаттардың қысымы ұлғаяды, сөйтіп үйкелу күші артады. Осылайша диірменнің әр камерасында φ- дің мөлшерін өзгерту, бірінші камерада құлама режимін, ал екіншіде ығыспалы режимін алуға мүмкіндік береді. Әдетте, камераларда аралас режимдер іске асырылады: құламалы – ығыспалы немесе ығыспалы – құламалы.

Диірменнің өнімділігі шын мәнінде қолданылған пайдалы қуатқа пропорционал. Сондықтан N_n ең көп болған кездегі айналу саны, мүмкін болатын ең көп өндірімділікке сәйкес болуы қажет. Бірақ n_жұммәні өнімділік бірлігі N_мен– жұмсалатын қуаттың ең аз мөлшеріне қол жеткізу есебінен алынады, сонда бұл ең аз мәні N_мен- n_жұм/ n_сынқисығында n_жұм/ n_сын төменгі мәндерінде жатады. N_тиімді– жылдамдықтың тиімді мәнін бағалау әдетте майдалағыш орта мен футеровка арасындағы сырғанаудың ескерусіз жасалатынын ескерген жөн.

Диірмен пайдаланатын қуат диірменнің шарлармен толтырылу коэффициенті ұлғайған сайын дәрежелі күрделі заңмен өседі, сонда тікелей қатынастағыдан ауытқу қисығы φ>30 мәнінен кейін едәуір артады.

Цемент өнеркәсібіне қарағанда, ірі ұнтақтау жүргізілетін, тау өнеркәсібінде жүргізілген талдау, ұнтақтаудың ең жоғарғы тиімділігіне (φ=0,45), қатынасы 0,75 болғанда емес, 0,5 тең болғанда қол жетеді. Бұл кезде ұнтақтауға кететін шығын тиімді мөлшерде жұмыс істеген кезбен салыстырғанда азаяды. Берілген өнімділікті сақтау үшін диірменнің сыйымдылығын көбейтуге тура келеді, соның нәтижесінде қондырғының бағасы артады. Сондықтан n_жұм/ n_сын қатынасын таңдау техникалық экономикалық жағдаймен тікелей байланысты.

Өкінішке орай, ондай таңдау өте майда ұнтақтау жағдайына жасалған емес. Бірқатар фирмалар цемент өнеркәсібі үшін диірмендерді φ>0,75 бірақ 0,65 кем емес етіп шығарады.

Әдетте технолог айналу жылдамдығы анықталып тіркелетін, бірақ реттелмейтін диірмен агрегатын пайдаланады және толтырылу коэффициентін майдалағыш денелердің түрін, футеровканың бедерін өзгерте отырып процеске әсер еткізеді.

Толтырылу коэффициентінің мөлшері ұнтақтаудың майдалылығына байланысты.

Толтырылу коэффициенті ұлғайғанда шарлардың (қабаттың биіктігі үлкен) барабанға түсетін салмағы артады, бұл артылған шарлар мен барабан арасындағы үйкелу коэффициентін арттырады және шарлардың барабанға қатысты сырғуын азайтады. Егер φ мәні төмен болса (0,25...0,30) онда барабан мен шарлар арасындағы үйкелу күші аз болады және шарлар сырғиды. Сырғу нәтижесінде барлық күш жоғары қарай қозғалғанда шарлар айналады, бұл ұнтақталудың майда болуын әсер етеді. φ>0,45 болған жағдайда шарлардың сырғуы болмайды, шарлар қозғалғанда айналмайды және үйкелу әсерінен ұнтақталу болмайды, бұл кезде материалдың майда бөлшекті бөлігі өте аз мөлшерде болады.

Диірмендерде қол жететін ұнтақтаудың майдалығы G_ш/ G_мқатынасына байланысты. Бұл қатынас жоғары болса, диірмен соғұрлым майда өнім береді. Бұл кезде, өнімділік күрт төмендейді. Ұнтақтаудың қол жеткен майдалығы сол сияқты материалдарға ауысатын (берілетін) энергияның «тығыздық» мөлшеріне де байланысты, ол энергия диірменнің диаметрі мен шарлардың массасының артуына қарай өседі. Бірақ, осымен қатар (параллельді) бөлшектердің жентектелуі мен материалдың шарларға жабысуы артады, осыған орай диаметрі 2,8...3,0 м үлкен диірмендер тұйық циклмен жұмыс істеулері қажет, бұл кезде материалдың майда фракциялары іріктегіште (сепараторда) іріктеледі.

Диірменге артылған шарлардың өлшемі әр түрлі болған кезде, оның өнімділігі жоғары болады. Бірінші камерада соққымен, ал келесілерінде – үйкелу және жаныштаумен ұнтақтау тиімді.


5.6-сурет. Құбырлы шарлы диірмен	5.7-сурет. Камерааралық қабырға

Майдалағыш денелерді тиімдірек пайдалану үшін бірінші камера құлама режимінде соққымен ұнтақтауға барынша сәйкес, ал екінші – ығыспалы режимде үйкелумен ұнтақтауға сәйкес жұмыс істеу қажет. Бірінші камера ең ірі шарлардың қоспасымен, екінші – ең майда шарлардың қоспасымен немесе цильпебстермен артылуы қажет (5.6-сурет). Камерааралық қабырға цементті бірінші камерадан екінші камераға өткіздіреді, аспирациялық ауаның қозғалуына кедергі жасамайды (5.7-сурет).

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 263; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 30 31 32 33 343536 37 38 39 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!