Виробництво шлакової пемзи М600 гідроекранним способом, страница 4

Вимоги до властивостей шлакових матеріалів залежно від шляхів їх використання поділяють на вимоги до шлаку як до вихідної сировини і як до готового матеріалу. Показниками якості шлаку як сировини є стійкість структури та активність, а показниками якості як будівельного матеріалу - міцність, зерновий склад, морозостійкість та вміст небажаних домішок.

Шлакова пемза - це штучний пористий заповнювач ніздрюватої структури, який одержують поризацією розплавів шлаків металургійного і хімічного виробництв шляхом швидкого охолодження водою, повітрям або парою. Ефективність цього виду заповнювача пояснюється тим, що для отримання шлакової пемзи використовують готовий розплав, який має температуру близько 1300°С, а поризація його можлива за допомогою достатньо простих способів. Температура розплаву повинна бути не нижчою 1250°С, його в'язкість не повинна перевищувати 5 Пас.

У вигляді вихідної сировини використовують переважно доменні шлаки, причому не відвальні, а ті, що зливаються з доменних печей у вогнянорідкому стані. Шлакову пемзу доцільно виготовляти та використовувати в районах, де існує металургійна промисловість.

Згідно з ДСТУ Б В.2.7-12-94 доменний шлак повинен бути основним (модуль основності більше 1), мати високий вміст СаО (до 50% і більше), порівняно низький вміст глинозему (до 8%). До мінерального складу основних шлаків входять: двокальцієвий силікат, псевдоволастоніт, кристалічний ран-киніт, геленіт або меліліт, ольдгаміт. Закисні оксиди марганцю і заліза не утворюють самостійних фаз і входять до складу скла.

   Необхідною умовою одержання заповнювачів із металургійних шлаків є стійкість їх до різних видів розпадів. Особливо небезпечним є силікатний розпад, який характерний для висококальцієвих, низькомарганцевих та низькоглиноземистих шлаків. Поліморфне перетворення ортосилікату кальцію може виникати при повільному охолодженні шлаків. Враховуючи вищенаведене, основним способом стабілізації шлаків є термічний, який має місце при швидкому охолодженні.

Крім названого способу розроблені також способи хімічної і кристало хімічної стабілізації, що основані на введенні до розплаву добавок, які прискорюють утворення стійких сполук. При хімічному способі до розплаву додають добавки (глину, пісок), що зв'язують оксид кальцію і сприяють кристалізації стійких мінералів (геленіту, окерманіту та ін.). Сутність кристало хімічного способу полягає в стабілізації двокальцієвого силікату (3-C₂S введенням добавок до шлакового розплаву. Найбільш ефективними стабілізаторами, при яких утворюється стійка решітка ортосилікату кальцію, є луги, оксиди фосфору, бору та ін. Раціональним шляхом одержання стійких шлаків є доменна стабілізація, тобто одержання шлаків із стійкою структурою у процесі доменної плавки за рахунок заміни частини кальцію магнієм.

Для попередження вапняного та магнезіального розпадів шлаків не допускається наявність у їх складі вільних оксидів кальцію та магнію.

Попередню оцінку стійкості структури доменного шлаку виконують з урахуванням його хімічного складу. Згідно з даними  стійку структуру мають шлаки, в яких вміст оксиду кальцію дорівнює або менше величини, розрахованої за формулою, мас.%:

СаО = 0,92SiO₂ + А1₂0₃ + 0,2 MgO.

2 Технологічна частина

2.1Обгрунтування і вибір способу виробництва

Технологія одержання.Існує декілька способів виробництва шлакової пемзи, але всі вони базуються на спучуванні шлакового розплаву водою. Властивості шлакової пемзи залежать від здатності розплавів до спучування. Газова фаза, що викликає поризацію розплаву, є багатокомпонентною за складом. Вона створюється із газів, що містяться у розплаві, і продуктів взаємодії сірки з водяною парою, киснем повітря і оксидом заліза. Крупні пори можуть утворюватися безпосередньо водою (точніше її парою), що подається до розплаву.