35(1). Влияние различных технологических факторов на процессы образования минералов при обжиге.

На пример обжига клинкера. На процессы, протекающие при обжиге сырьевых смесей, влияют как заведомо присущие сырью свойства (химический и минералогический состав сырья, температурный интервал плавления, вид и количество примесей и др.), так и ряд переменных параметров не менее существенно сказывающихся на эффективности трансформации сырье - клинкер, но поддающиеся регулированию (коэффициент насыщения и модульные характеристики, дисперсность и гранулометрия, скорость и температура нагрева и т.д.) Влияние химического состава сырьевых смесей. Увеличение скорости роста прочности цемента может быть достигнуто при получении клинкера с высоким содержанием алита, а в ранние сроки твердения - и С₃А, что возможно при обжиге сырьевых смесей с высоким содержанием СаО, т.е. с высоким КН. Но при высоком КН спекаемость клинкера ухудшается. Увеличение силикатного модуля n снижает реакционную способность сырьевой смеси. Между КН и количеством связанной извести существует почти прямолинейная зависимость. При производстве высокопрочных и быстротвердеющих цементов не рекомендуется обжигать клинкер, содержащий более 65-70% алита и 8% С₃А. Влияние минералогического состава. Реакционная способность сырьевой смеси в первую очередь зависит от природы алюмосиликатного компонента. Наименее активным является кварц; несколько большими активностями обладают халцедон и опал. Высокотемпературные модификации еще более активны (тридимит и кристобалит), что объясняется разрыхлением кристаллической решетки при полиморфных превращениях.

36. реакции в твёрдом, жидком состоянии и при охлаждении клинкера по мокрому способу пр-ва. По мере повышения температуры структурные эл-ты кристаллических решёток твёрдых тел (атомы, молекулы) начинают движение при достижении высоких амплитуд колебания и для перехода их в другое состояние. Перемещение (диффузия): узел решётки -> междоузлие (в узле) -> междоузлие (с вытеснением зерна) -> узел -> вакантные пустоты (занятые гидратогруппой, молекулами воды). С появлением расплава материалы могут перекристаллизовываться. Расплав возникает в грануле ввиде капель разного диаметра. Гранула представляет собой конгломерат несовершенных кристаллов. Появившейся расплав смачивает кристаллы и сближает их за счёт сил поверхностного натяжения. С повышением температуры химические связи в решётках разрываются постепенно, кристаллы постепенно размягчаются и превращаются в вязкую жидкость, структура которой близка к структуре твёрдого вещества. Если с повышением температуры связь разрушается быстро и не равномерно, то вблизи точек постепенно возникает хаотическое положение место стабильной жидкости. Жидкая фаза п/ц в интервале температур 1400-1500⁰С не является истинным раствором, эта структурная жидкость содержит агрегаты. Их присутствие обуславливается природой расплава, неустановившемся равновесием или пересыщенным состоянием р-ра. Св-ва расплава: 1)вязкость – определяется в зав-сти от энергетической активности вязкого течения; 2)поверхностное натяжение; 3)плотность насыщения; 4)диффузия разных ионов.

39. холодильники вращающихся печей. Виды. Топливо для печей обжига. Наиболее распространёнными явл-ся рекуператорные, колосниковые и барабанные холодильники. Рекуператор состоит из нескольких коротких цилиндров, укреплённых на корпусе печи и они вращаются вместе с печью. Диаметр одного цилиндра от 6-24. Кол-во до9-11. цилиндры футурованы жаростойкими чугунными плитами, имеющими направленные лопасти. Имеются холодильные барабаны типа футурованные керамикой, выполняющие роль термоизоляции. Колосниковые холодильники работают по принципу просачивания воздуха сквозь слой клинкера. Холодный воздух подаётся под решётку с температурой 80-100⁰С. В промышленности применяют холодильники с неподвижным колосниковым ремнём. Подача воздуха может осуществляться с разным давлением. Барабанные холодильники предст собой металлический барабан диаметром 2,5-6м, длина 20-100м, кот вращается на бандажах и опорных роликах с частотой 3-6 об/мин. Горячая часть барабана отфутурована шамотным кирпичом. Угол наклона 4-6⁰. Остальная часть в шахмотном порядке обусловлена лопастями, кот пересыпает клинкер. Барабан холодильника охлаждет клинкер с 1000-1100⁰С до 300⁰.

Формирование клинкера происходит в зоне спекания и поэтому тепловое напряжение этой зоны высокое. Характер сгорания топлива, длина и форма факела зависят от кинетики спекания сырьевой смеси. Изменяя длину факела и угол его наклона можно активно влиять на процессы образования минералов и кристаллизацию. Твёрдое топливо для п/ц должно иметь теплотворную сп-сть не менее 2100кДЖ/кг, зольность 10-30%, влажность не более 2%. В виде топлива используют каменный уголь, сланцы, бурый уголь, кокс. При нагревании твёрдого топлива разлагается с образованием летучих компонентов. Жидкое топливо – смесь углеводорода, кот при повышении температуры разлагается и испаряется, в рез-те этого распада обр-ся более простые соединения. Подача в печь жидкого топлива осущ-ся через специальные устр-ва (форсунки). Газообразное топливо. Газ подаётся в печь через форсунки. Исп-ние газового топлива позволяет снизить удельный расход тепла и электроэнергии.

40. помол клинкера. Многие св-ва клинкера и п/ц (активность, скорость твердения) опр-ся не только химическим и минералогическим составом, не только формой кристаллов, но и в том числе тонкостью помола, и формой частиц порошка. Зёрна цементного порошка имеют размер от 5-10мкм с тенденцией увеличиваться до30-40. Удельная пов-сть 3500-5000см²/г. Увеличение удельной пов-сти приводит к снижению прочности, морозостойкости. Все твёрдые мат-лы хар-ся сопротивлением к измельчению. Это зависит от макростр-ры мат-ла и физических св-в. Для помола клинкера с добавками применяют исключительно шаровые мельницы с применением одностадийного или двухстадийного измельчения. Шаровые мельницы открытого типа наз-ся трубными. Длина шаровых мельниц должна превышать в 4-5раз диаметр. Трубные мельницы разделяют по длине дырчатыми перегородками. Футуровка мельниц осуществляется гладкими бронированными плитами из особопрочной стали. Вентиляция осуществляется пропусканием через барабан воздуха 0,5-0,7 м/с при помощи асперационной системы, в кот входят вентиляторы, циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры.