Физико-химические основы производства портландцемента
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
ормации сжатия. В дробилках статических (щековых) в отличие от ударных (молотковых) происходит медленное нарастание напряжения. При ударе рабочего органа в материале возникает волна, распространяющаяся со скоростью 5000 м/с, а возникающие в точке удара и локального разрушения материала радиальные трещины распространяются со скоростью 1500 м/с. При достаточно сильном ударе со стороны, противоположной удару, в куске образуются также трещины, распространяющиеся со скоростью до 2000 м/с.
Зарождение трещин в кристалле происходит в результате сдвига при наличии дислокаций или даже дефектов атомного размера.
При измельчении удается получить порошки с размером частиц в 1-2 мкм. Таким образом, размеры частиц могут быть в десятки и сотни раз меньше величины опасных трещин. Это показывает трудности, возникающие при анализе механизма разрушения на основе теории трещин. При механическом воздействии энергия деформации связи превращается в тепловую и перераспределяется между другими связями. Этой перераспределенной избыточной энергии может быть достаточно для разрыва связей в неравновесных состояниях. С этих позиций величина механической энергии, необходимой для разрыва связей, может быть существенно меньше энергии связи и оценивается в 42 кДж/моль (при 420-4200 кДж/моль для энергии связи). Таким образом, реальная прочность твердых тел может, с одной стороны, в сотни и тысячи раз отличаться от прочности, рассчитанной исходя из энергии связей в кристалле, а с другой стороны, пропорциональна теоретической прочности.
Размучивание мягких осадочных пород. При применении мягких сырьевых компонентов технологические схемы сырьевых цехов приобретают некоторые особенности, связанные со способностью этих видов сырья распускаться (размучиваться) в воде. Мягкие сырьевые материалы мел, мягкий мергель, глина - состоят из тонкодисперсных природных частиц, спрессованных в однородные конгломераты. Особенностью таких осадочных пород является их способность легко диспергироваться в воде при интенсивном перемешивании и дроблении, образуя стойкие водные суспензии - шламы
Для получения шлама, обладающего достаточной текучестью (транспорт самотеком по наклонным канавам или гидротранспорт с применением насосов), необходимо при размучивании мела суспензию разбавить до влажности 40-50% и при размучивании глин - до влажности 50-70%.
Диспергация мела и глины в водной среде объясняется рядом явлений:
) механическим разрушением конгломератов природных тонкодисперсных частиц за счет дробления и интенсивного перемешивания кусков породы в водной среде;
) расклинивающим действием пленок воды, проникающих в поры породы; благодаря поверхностному натяжению пленка воды в тонких капиллярах находится под значительным давлением, которое и обусловливает их расклинивающее действие;
) физико-химическими процессами, связанными с наличием зарядов на частичках глины, приводящими к образованию структурированных сольватных оболочек.
Исследование процесса образования шлама из мела показало, что меловые суспензии представляют структурированные тиксотропные системы, и таким образом, в процессе их образования проявляются те же явления, которые характерны для размучивания глинистых пород (рис.1.2).
Рис.1.2 Схема структуры известняково-глиняного сырьевого шлама: 1- ядро; 2- диффузная оболочка; 3- воздушные поры; 4- водапортландцемент клинкер обжиг шихта спекание
Грубыми частицами в глинах обычно являются частицы кварца, который трудно усваивается в процессе спекания клинкера. Иногда глины содержат крупные включения известняковой гальки или гипса; мел загрязнен прожилками мелкозернистого известняка, состоящими из частиц, более крупных по размеру, чем частицы мела. Наличие в меле и глинах различных включений ухудшает их свойства, так как нарушает однородность химического и гранулометрического состава.
Процесс размучивания мела или глины приводит не только к диспергации материала и образованию высококонцентрированной водной суспензии (шлама), но сопровождается и частичным обогащением сырья. При размучивании из сырья выделяются различные включения, что повышает химическую и гранулометрическую однородность материала.
При мокром способе подготовки сырьевой смеси необходимо готовить суспензию такой влажности, чтобы она не была слишком вязкой, иначе затрудняются гомогенизация шлама, возможность классификации, а также гидротранспорт шлама. С точки зрения обжига повышенная влажность сырьевой смеси вредна, так как на испарение влаги тратится излишнее топливо. Кроме того, при повышенной влажности шлама падает производительность печи. Повышение влажности шлама на 1% снижает производительность печи примерно на 1,5% и на 1% увеличивает расход топлива. При мокром способе энергозатраты на приготовления сырьевой смеси сравнительно с сухим способом невелики.
2. ОБЖИГ СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ И ПОЛУЧЕНИЕ КЛИНКЕРА
В процессе обжига сырьевой смеси в результате взаимодействия главных оксидов СаО, SiO2, Al2O3, Fe2O3, образуется четыре основных клинкерных минерала, содержание которых может колебаться в пределах:
трехкальциевый силикат (алит) 3СаО•SiO2 (С3S) - 45-60%;
двухкальциевый силикат (белит) 2СаО•SiO2 (C2S) - 15-360%;
трехкальциевый алюминат 3СаО•Аl2O3 (C3A) - 5-15 %;
четырёхкальциевый алюмоферрит 4СаО•Al2O3•Fe2O3 - 10-20%.
Тонкоизмельченные и тщательно перемешанные сырьевые смеси подвергают обжигу при 1673-1773 К в цементообжигательных печах. Образующийся в рез?/p>