www.chms.ru - вывоз мусора в Люберцах


Почему витражи поражают или древнее искусство в интерьере


Панно в интерьере - модно, роскошно и практично


Наливные полы с 3D-эффектом - современное чудо дизайна


Что такое морской стиль и как его применить для оформления дома?


Почему эклектика в интерьере так популярна?

Перейти на главную  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

Химический состав доменных шлаков представлен в основном четырьмя оксидами: СаО (29-30%), MgO (0-18%), А120з(5-23%) и Si02 (30-40%). В небольшом количестве в них содержатся оксиды железа (0,2-0,6%) и марганца (0,3-1%), а также сера (0,5-3,1%). Сталеплавильные шлаки характеризуются более высоким содержанием оксидов железа (до 20%) и марганца (до 10%).

Для шлаков цветной металлургии характерны пониженное содержание СаО + MgO (7-13%) и высокое содержание FeO (21-61%). Кроме основных компонентов шлаки цветной металлургии могут содержать в небольших количествах неизвлеченные металлы - медь, цинк, свинец, никель и др.

При оценке шлаков как сырья для строительных материалов важной характеристикой их химического состава является соотношение в них основных и кислотных оксидов - модуль основности:

Мо = (СаО + MgO) /(Si02 + AI2O3), (2.1)

при Mq > 1 шлаки относятся к основным, при Mq < 1 - к кислым.

Химический состав значительно влияет на физические свойства шлаковых расплавов, структуру и свойства затвердевших шлаков. Так, увеличение содержания оксида кальция в шлаках обусловливает повышение температуры их плавления и понижение текучести.

При высокой температуре (более 1300 °С) наличие СаО снижает вязкость расплава, а при низкой - резко повышает. Уменьшают вязкость шлакового расплава при содержании в определенных пределах MgO, МпО, FeO, SO3. К увеличению вязкости расплавов приводят повышение в них содержания кремнезема выше 40%, а также рост содержания оксида алюминия AI2O3. Понижают вязкость расплава газовые включения.

Оксиды, входящие в шлаки, образуют разнообразные минералы. В результате анализа диаграмм состояния соответствующих систем окдидов установлена возможность существования в шлаках до сорока двойных и тройных соединений, ведущее место среди которых занимают силикаты, алюмосиликаты, алюминаты и ферриты.

В медленно охлажденных кислых доменных шлаках основными минералами являются анортит СаОА120з-28Ю2, диопсид CaOMgO-2Si02, в нейтральных и основных - геленит 2CaO-Al203*Si02, окерманит 2CaOMgO-2Si02, мервинит 3CaOMgO-2Si02, двухкальциевый силикат 2CaO-Si02, твердые растворы окерманита и геленита - мелилиты и др. Фазовый состав сталеплавильных шлаков более сложен чем доменных. Такие компоненты шлаков, как оксиды железа и марганца, сера и др. образуют твердые растворы с основными минералами, а при значительном содержании могут выделяться в виде самостоятельных фаз - железистых, сульфидных, марганцевых соединений.

При медленном охлаждении шлаков наряду с образованием минералов могут происходить и их полиморфные превращения, что при-



ВОДИТ к распаду и самопроизвольному превращению кусков шлака в порошок. Известны силикатный, железистый и другие виды распада шлаков.

Силикатный распад является следствием полиморфного превращения P-2CaOSi02 в Y-2CaOSi02 при температуре ниже 525 °С, сопровождающегося увеличением объема примерно на 10%. Эта форма распада наблюдается при содержании оксида кальция в шлаках, превышающем 44-46%. Предотвратить его можно быстрым охлаждением шлаков и их грануляцией.

Железистый и марганцевый распады вызываются увеличением объема при взаимодействии сульфидов железа или марганца с водой и образованием гидроксидов. Так распадаются шлаки, содержащие более 3% FeO и 1% сульфидной серы.

Рассыпание шлаков возможно в результате гидратации свободных СаО и MgO (известковый и магнезиальный распады).

Практически во всех металлургических шлаках в том или ином количестве наряду с продуктами кристаллизации содержится стекловидная фаза. В отвальных медленно охлажденных основных шлаках количество стекла незначительно, а в гранулированных доменных достигает 98%. Стекло является термодинамически неустойчивой фазой, оно в значительной мере определяет химическую активность шлаков. Установлено, что шлаковые стекла взаимодействуют с водой значительно интенсивнее, чем кристаллы минералов.

Из всех видов металлургических шлаков в производстве строительных материалов наиболее широко применяются доменные шлаки, что обусловлено их ведущим положением в общем балансе шлаков, а также близостью их состава к цементным смесям, способностью при быстром охлаждении приобретать гидравлическую активность и др. Основную массу доменных шлаков получают при выплавке передельных и литейных чугунов.

Доменные шлаки являются продуктами взаимодействия флюсов (карбонатов кальция и магния) с пустой породой железной руды и золой кокса. Различия в составах железных руд и кокса в разных регионах страны обусловливают соответствующие различия в составе шлаков. Металлургические заводы южных и центральных районов производят шлаки с низким содержанием AI2O3 (6-10%) и сравнительно высоким содержанием СаО (до 50%) и сульфидной серы (до 3-4%). В металлургии Урала и Кузнецкого бассейна, применяющей железные руды, богатые глиноземом, и малосернистый кокс, выплавляют шлаки с содержанием AI2O3 до 20% и сульфидной серы - до 1%. Для шлаков первой группы Mq > 1, второй - Мо < 1, что объясняет существенные различия в их гидравлической активности и других свойствах.

В общем случае основные шлаковые стекла имеют большую гидравлическую активность, чем кислые.



Химическая активность шлака определяется коэффициентом качества К, устанавливаемым по следующим формулам: при содержании MgO до 10%

СаО + AI2O3 + MgO SiOg + TiO при содержании MgO более 10% -

СаО + AI2O3 +10

(2.2)

(2.3)

SiOg + ТЮ + (MgO -10) Наиболее распространенным способом переработки шлаков является грануляция, сущность которой заключается в резком охлаждении шлаковых расплавов водой, паром или воздухом и образовании в результате этого стекловидных зерен размером до 10 мм. Применяют два способа грануляции: мокрый и полусухой.

Мокрая грануляция заключается в резком охлаждении расплавленного шлака обычно в железобетонных резервуарах объемом до 800 м наполненных водой, и диспергировании его образующимся паром, а также газами, выделяющимися из расплава. Установки мокрой грануляции несложны (рис. 2.1), имеют высокую производительность, а выполнение технологического процесса требует небольших затрат труда. Однако шлаки мокрой грануляции имеют высокую влажность (10-30%), что приводит к смерзанию их в зимнее время, повышению стоимости транспортирования, вызывает необходимость значительных затрат тепла на их сушку.


Рис. 2.1. Центральная барабанная грануляционная установка: 1 - направляющий желоб для расплавленного шлака; 2 - приемная передвижная ванна; 3 - устройство для подачи воды; 4 - нижний грануляционный желоб; 5 - барабан; 6- канавы для слива излишков воды; 7- склад гранулированного шлака; 8 - мостовой кран; 9 - защитная стенка



0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121