Контрольная работа по «Материаловедение. Технология конструкционных материалов »

Шлаки цветной  металлургии 

     Производство  цветных металлов сложный — дорогой  и трудоемкий процесс. Для получения 1 тонны меди, никеля, олова необходимо переработать от ста до трехсот тонн руды. Это обстоятельство объясняется  тем, что цветные металлы в  природе встречаются только в  виде соединений — рассредоточенных в горных породах и содержание окислов меди, никеля, цинка, олова в руде не превышает 3 - 5%, остальное пустая порoда: пирит, кварц, карбонаты и силикаты кальция и магния. Количество шлаков при выплавке 1 тонны цветного металла достигает 15 - 25т. Шлаки цветной металлургии отличаются от шлаков черной металлургии повышенным содержанием закиси железа.

     

Топливные шлаки

     Золошлаки — образуемые при твердого сжигании топлива на ТЭЦ самое находят  широкое использование в производстве изоляционных строительных материалов. В этой связи мы не могли обойти вниманием этот продукт.

     При сжигании твердого топлива из его  минеральной части образуются зола и шлак, содержание которых различно для детализированных различных жидкого видов топлива. Они составляют 10 - 15% в бурых углях; в каменных углях - 3 - 40%; антраците - 2 - 30%; горючих сланцах — 50 - 80%; топливном торфе — 2 - 30%; дровах — 0,5 - 1,5%; мазуте - 0,15 - 0,2%.

     В настоящее время на большинстве ТЭЦ топливо сжигают в пылевидном состоянии, причем температура в топочной камере достигает 1200 - - 1600°С.При этом конгломераты макроэргических различных соединений, образующихся из его минеральной части, выделяются в виде пылевидной массы. Мелкие и легкие частицы, содержащиеся в золе в количестве до 80— 85 %, уносятся из топок конгломератов дымовыми газами, образуя так называемую золу-унoс. Более слипшиеся крупные частицы оседают на/под топки, оплавляются в кусковые шлаки или стекловидную массу, которую затем подвергают грануляции. Так, в топках с твердым шлакоудалением в шлак обычно переходит 10— 20 % всей золы топлива. Количественное соотношение между образующимися шлаками и золой-уносом различно, оно зависит от конструкции топки на ТЭЦ и ГРЭС. В топках с жидким шлакоудалением в шлак переходит 20— 40 %, а в циклонных топках — до 85— 90 % всей золы топлива. Топливные шлаки и зола-унос различаются по составу и свойствам в зависимости от вида тoплива и способа его сжигания.

     

     Зола-унос представляет собой тонкодисперсный  материал с малым твердых размером частиц, что позволяет использовать ее для ряда производств без дополнительного  помола. национальной Характерной особенностью золы постоянное является присутствие в ней около 5— 6 % несгоревшего топлива, а недостаток также железа, в основном в закисной форме. В топках с жидким шлакоудалeниeм шлак получается в гранулированном виде. Частицы шлака компактные имеют размеры от 0,2 до 20— 30 Мм. Для него характерна стекловидная структура.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

Вопрос № 4

      Применение  гипса в строительном деле, кроме  отливки из него орнаментов, статуй и т. п., в России менее обширно, чем в зап. Европе. В Париже гипсовый раствор часто применяется, вместо известкового, для кладки стен (не в сырых местах, конечно). Многие старинные замки в южной Германии были построены на гипсовом растворе; заметим кстати, что известная пирамида Хеопса (Хуфу) в Египте, которой приписывают 4.000-летнее существование, сложена на гипсовом растворе. Эстрих в Германии идет на устройство полов, покрываемых линолеумом; из него, а также из обыкновенного гипса, делают перегородки — или из отдельных гипсовых плит, заранее изготовленных, или в виде

штукатурного  намета, набрасываемого на натянутую проволочную сетку (система Рабитца). Для уменьшения веса, в гипсовые плиты при их изготовлении закладывают тростник или бамбук (плиты фирмы Мак), солому и т. п.

     У нас, как уже указывалось, гипс идет преимущественно на штукатурку по дереву (потолков и перегородок) и на тягу карнизов, в смеси с известью (около 10% гипса), так как примесь гипса ускоряет твердение известкового раствора и предупреждает его оползание с вертикальных плоскостей, увеличивает его сцепление с дранками и позволяет сделать поверхность более гладкой. Применяют его также для кладки пологих сводов, где не должно быть никакой осадки. На Кавказе в некоторых местах употребляется гажа (в Туркестане наз. ганч), представляющая природную смесь гипса с глиной, которая, подобно гипсу, слабо обжигается; цвет гажи розоватый или желтоватый. Она идет на кладку перемычек, арок, сводов и на внутреннюю штукатурку.

     Вообще  гипс служит главной составной частью многих искусственных камней, от которых  не требуется большой крепости и  сопротивления сырости; уступая в этих качествах изделиям из портланд-цемента, гипсовые камни, плиты и т. п. иногда оказываются удобнее тем, что их легко рубить, резать, притесывать, вбивать в них гвозди и т. п.

     

     Цемент  Кина. Под этим названием продается  порошок, приготовленный следующим образом: куски обожженного гипса пропитывают раствором квасцов, снова обжигают (сильнее, чем в первый раз, а именно до красного каления) и затем затворяется он также на растворе квасцов — которые, представляя собой сульфат калия и глинозема, как мы видели выше, ускоряют твердение. По отвердении значительно крепче обыкновенного гипса и хорошо принимает полировку.

     Париан-цементприготовляется подобно цементу Кина, только вместо квасцов берут раствор буры, замедляющий  твердение.

Скальола(Scagliola) — масса из смеси обожженного гипса с необожженным, затворяемая на клеевой воде, иногда с примесью коксовой золы и т. п. наполнительных веществ, служащая в виде плит для устройства легких потолков, перегородок, черных полов и т. п.

     Искусственный мрамор или стюк (Stucco) приготовляется из гипса, затворяемого на клеевой воде или на растворе квасцов; поверхность его полируется пемзою и натирается сперва мыльной водой, а затем мастикою из масла, воска и скипидара. При заготовлении искусственного мрамора в виде отдельных плит („марморит"), для облегчения полировки их приготовляют, наливая гипсовое тесто на смазанное жиром зеркальное стекло, так что совершенно гладкая поверхность получается при самой отливке.

Наконец, гипс применяется  в качестве сцепляющего вещества при некоторых мозаичных работах.

     Вследствие  пористости, изделия из обыкновенного  гипса гигроскопичны и их, напр., нельзя мыть водою, так как при  этом вместе с водою затянется  в поры гипса насевшая на него пыль и ее затем никак уже нельзя будет удалить; самый простой способ очистки гипсовых орнаментов от пыли — обмазывание их густым крахмальным клейстером, который не втягивается в поры, а по высыхании растрескивается и отваливается сам собою вместе со всей грязью, бывшей на поверхности гипса. Чтобы уменьшить пористость гипсовых изделий, их иногда пропитывают с поверхности стеарином или парафином, воском и т. п., употребляя эти вещества или в расплавленном состоянии, или в виде растворов в легко улетучивающемся растворителе—бензине, бензоле и т. п., при чем гипс получает желтоватый оттенок, подобный слоновой кости. Для предохранения гипса от непогоды, а также для декоративных эффектов, гипс иногда раскрашивают или бронзируют.

     

     Воздушная строительная известь 

       Строительную известь получают  путем обжига (до удаления углекислоты) из кальциево-магниевых горных пород — мела, известняка, доломитизироваиных и мергелистых известняков, доломитов.

     Строительную известь применяют для приготовления строительных растворов и бетонов, вяжущих материалов и в производстве искусственных камней, блоков и строительных деталей.

     В зависимости от условий твердения  различают строительную известь  воздушную, обеспечивающую твердение  строительных растворов и бетонов  и сохранение ими прочности в  воздушно, сухих условиях, и гидравлическую, обеспечивающую твердение растворов и бетонов и сохранение ими прочности как на воздухе так и в воде. Воздушная известь по виду содержащегося в ней основного оксида бывает кальциевая, магнезиальная и доломитовая. Воздушную известь подразделяют на негашеную и гидратную (гашеную), получаемую гашением кальциевой, магнезиальной и доломитовой извести.

       Молотая негашеная известь с  добавками производится 1-го и  2-го сортов и гидратная (гашеная)  без добавок и с добавками  двух сортов: 1-го и 2-го. Воздушная известь должна удовлетворять требованиям табл. 5.4.

     В соответствии с требованиями ГОСТ 9179—77 негашеную известь следует измельчать до тонкости, при которой остаток  при просеивании пробы через  сита № 02 и № 008 должен быть соответственно не более 1,5 и 15%. Обычно заводы выпускают известь, характеризующуюся остатками на сите № 008 до 2...7%, что примерно соответствует удельной поверхности 3500... 5000 см2/г.

     

     Для ускорения твердения растворных и бетонных смесей на молотой негашеной  извести в их состав вводят хлористый кальций, а для замедления твердения в начальный период (схватывания) добавляют гипс, серную кислоту и сульфитно-спиртовую барду- Добавка гипса и хлористого кальция, кроме того, повышает прочность растворов и бетонов, а добавки замедлителей твердения предупреждают образование трещин, что возможно при отсутствии определенных условий твердения.

     В зависимости от скорости гашения  различают строительную негашеную  известь:

     быстрогасящуюся со скоростью гашения не более 8 мин;

     среднегасящуюся со скоростью гашения до 25 мин и

     медленногасящуюся со скоростью гашения не менее 25 мин. Содержание активных СаО +MgO для  гидратной извести должно быть не менее 70%, а влажность — не более 4%.

     Воздушную известь широко применяют для  приготовления строительных растворов в производстве известково-пуццолановых вяжущих, для изготовления искусственных каменных материалов — силикатного кирпича, силикатных и пеносиликатных изделий, шлакобетонных блоков, а также в качестве покрасочных составов.

       Молотую известь не следует хранить более 30 сут, так как она постепенно гасится влагой воздуха и теряет активность.

     1) комовая известь 

     2) известковое тесто, известь молоко

     3) гидратная известь (пушенка) 

     4) молотая негашеная известь(кипелка) 

Вопрос № 5

      Портландцемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определенного состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция (3СаО∙SiO2 и 2СаО∙SiO2 70-80 %).

     Сырьем  для производства портландцемента  служат смеси, состоящие из 75-78 % известняка (мела, ракушечника, известнякового туфа, мрамора) и 25-22 % глин (глинистых сланцев, суглинков), либо известняковые мергели, использование которых упрощает технологию. Для получения требуемого химического состава сырья используют корректирующие добавки: пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески, опоки, трепелы.

     Производство  портландцемента складывается, в  основном, из следующих операций: добычи сырья; приготовления сырьевой смеси, состоящего из дробления, помола и ее гомогенизации; обжига сырьевой смеси; помола обожженного продукта (клинкера) в тонкий порошок.

     Существуют  два основных способа производства — мокрый и сухой. При мокром способе  сырьевую смесь измельчают совместно с водой. Получаемая сметанообразная жидкость — шлам — содержит 32—45% воды. По сухому способу сырьевые материалы предварительно высушивают, а затем совместно измельчают. Полученный тонкий порошок называют сырьевой мукой.

     В зависимости от физических свойств исходных материалов и ряда других факторов при получении портландцемента по мокрому способу применяют разные схемы производства. Приводим примерную схему производства портландцемента по мокрому способу из твердого материала — известняка — и мягкого — глины. В этой схеме, так же как и в помещенной далее, указаны только основные агрегаты, без дозировочных и транспортных устройств и другого вспомогательного оборудования. Вместо устанавливаемой на новых заводах роторной мельницы на многих ранее построенных заводах применяют болтушку.

     

     При трехкомпонентной сырьевой смеси корректирующую добавку дробят, после чего она  попадает в бункер, откуда вместе с  известняком поступает в мельницу. Глину до роторной мельницы или болтушки пропускают через валковую дробилку. Сырьевые материалы дозируют перед мельницей специальными питателями.

     Если  при производстве по мокрому способу  сырьевую смесь составляют из одних  твердых материалов—известняка, мергелей и глинистых сланцев, то их дробят в дробилках без добавки воды и размалывают совместно в мельнице, куда добавляют воду. В этом случае в схеме отсутствует роторная мельница или болтушка. При изготовлении портландцемента из одних мягких материалов (мела, глины, мягких мергелей) сырье измельчают в роторных мельницах, в болтушках или в мельницах само­измельчения «Гидрофол», после чего дополнительно размалывают в шаровых мельницах. Воду добавляют на первой стадии процесса и материалы дозируют перед поступлением в болтушки.