Tehnologia producerii sitalelor cu amestec de zgura

Categoria: Referat Chimie

Descriere:

Sitalele cu adaose de zgură se primesc albe ÅŸi negre. Dacă în calitate de catalizator se foloseÅŸte sulfitele metalelor grele, atunci la termoprelucrare la prima cristalizare cad FES ÅŸi MnS, care ÅŸi colorează sitalele în culoare neagră. Pentru primirea sitalelor albe se adaugă ZnO...

TEMA: Tehnologia producerii sitalelor cu amestec de zgură.

Prima dată în lume sitalele cu adaos de zgură au fost primite în 1959 în fosta Uniune Sovetocă.  Pentru primirea sitalelor cu adaos de zgură se foloseşte zgura de la metalurgie  (50-60%), nisip de cuarţ (20-40%), argilă (0-12%), suflat de natriu (4-6%) şi catalizatorii cristalizării (10-12%).

Sitalele cu adaos de zgură conţin 60-70% din faza cristalică şi 30-40% fază sticloasă. Mărimea cristalelor de obicei nu depăşeşte 0,5-1 mc, sunt aşezate străns unul lîngă altul. Faza sticloasă împlă stoiurile între cristale şi îndeplineşte funcţia de alipire a unor cristale, lîngă dînsele.

Zgura din domeniile metalurgice se formează în procesul fabricării fontei. Mărirea acestei materii în orice an se efectuiază pe baza lărgirii producerii fontei. La momentul actual în depozite sau adougat 400 milioane m de diferite feluri de zgură şi ocupă un spaţiu de 400 ha.

Compoziţia chimică a zgurei este SiO 33-38%, Al2O3 5-9%, CaO  40-45%, MgO 2-4%, Fe2O3 0,5-1.5%, FeO 1-3%, MnO 2-3% şi în cantităţi Cr2O3,TiO2, care sunt legate de diferite tipuri de minerale, în cea mai mare măsură silicatice şi alumosilicatele.În compoziţia zgurei întră şi sera 2% în formă de suflat negru şi metal colorat, care în procesul de cristalizaţie joacă rolul de cristalizator.Una din caracteristicele de bază este modelul de acomodare:

                P=

CaO + MgO

SiO2 +Al2O3

Pentru producerea sitalelor cu adaose de zgură este cel mai convinabil  de folosit următoarea componenţă a zgurii: CaO+ MgO de la 40-45% şi SiO2+Al2O3 de la 45-50%.

Tehnologia producerii sitalelor cu adaose de zgură cuprind trei etape

1.     Fierberea sticlei din şarjă;

2.     formarea compoziţiilor la maşini ce formează sticla;

3.     prelucrarea termică a fabricatelor de sticlă în cuptoare-cristalizatoare, pentru a da forma cristalică materialelor.

Pentru proiectarea compoziţiilor sitalelor cu adaose de zgură trebuie să ducem cont de posbilitatea sticlei de ferbere , o mică posibilitate de a se cristaliza în regiuni de temperatură mari, viscozitatea la temperatură.

E cunoscut că zgura primită la arderea cărbunelui e supusă distrugerii rapide. În cazuri foarte rare la răcirea rapidă se poate primi o masă stecloasă. În scopul dării zgurii formă sticloasă după tehnologie se adaogă adausuri de corecţie. Una din principalele adaose de corecţie este nisipul de coarţ. La întroducerea nisipului de coarţ se întroduce ca adaos şi sulfat de natriu pentru modificarea masei sticloase.

În calitate de catalizator la cristalizaţie se foloseşte sulfitul de metale, floruri şi fosfate, ocsive de crom. Pentru îndestularea condiţiilor iniţiale a turnării în şarjă se  adaogă cărbune.

Şahtul de primire a sitalelor cu adaose de zgură poate să aibă următoare componenţă: zgură 50-60%, nisip de cuarţ 20-40%, argilă 11,5%, suflat de natriu 4-6%, carbon 1-3%, catalizatori cristalizatori 0,5-10%.

Componenţa oxizelor sunt între următoarele procente: SiO2 49-63,5%, Al2O3 5,4-10,7%, CaO 22,9-29,6%, MgO 1,3-12%, Fe2O3 0,1-10%, MnO 1-3,5%, Na2O 2,6-5%, Cr2O3 0,1-2%.

Sitalele cu adaose de zgură se primesc albe şi negre. Dacă în calitate de catalizator se foloseşte sulfitele metalelor grele, atunci la termoprelucrare la prima cristalizare cad FES şi MnS, care şi colorează sitalele în culoare neagră. Pentru primirea sitalelor albe se adaugă  ZnO. Luînd în vedere că ZnO se află mai înainte de FeO şi MnO în tabelul activităţii, atunci la o reacţie de schimb  FeS+ ZnO--- ZnS + FeO şi MnS+ZnO--- ZnS+MnO. În urma acestei reacţii şi se degază ZnS şi se primeşte culoarea albă.

Alegerea catalizatărului are o importanţă mare pentru procesul de cristalizare a sticlei. În calitate de catalizatori se pot folosi următoarele componenţe:

-         sulfaţii metalelor grele MnS+ FeS 1,5-5%;

-         Flor F 1,6-2,5%;      

-         Oxidul de titan 3-6%,

-         Sulfatul de zine ZnS 2,2-4,5%;

-         Anghidridul de fosfor P2O5 0,5-2%;

-         Oxidul de magneziu MgO 5-105.

Există două metode de producere a sitalelor cu adaos de zgură:

- sitalul în sloi (prin convever);

- compresiune (panou, izolator).

Tehnologia de producere permite ca zgura să fie în granule şi în zgură fierbinte lichidă.

Metoda de producere prin conveier a sitalelor cu adaos de zgură este bazată pe folosirea maşinei ce formează într-un ciclu neîntrerupt a sitalelor văluroase sau în sloiuri , la trecerea sticlei în cuptorul cristalizat.

Pentru fierberea sticlei se folosesc cuptoare cu lucru incontinuu. Pentru protecţia pereţilor se folosesc brusuri din cuarţşi se răceşte în apă. Nivelul zgurii din masa de sticlă în cuptoare se ţine la 20-30 mm mai sus de brusurile de cuarţ.

Pe măsura uzurii brusului de cuarţ, cînd temperatura e la 1200grade C, la suprafaţa lor se formează un gornisaj – sloi de siitat cu adaos de zgură cristalizat, care protejază brusul de distrugere.

Temperatura de topire a sticlei e de 1380-1480 grade C. Pentru prevenirea degajării sulfului , florului şi a oxidului de zinc,  în regiunea primelor pare de foc, ce fac zona de restituire.

Lenta de sticlă se formează la maşina automată cu construcţie obişnuită. Pentru alimentarea maşinei cu masă de sticlă  se foloseşte metoda lamilelor de apă.  Viteza trecerii sticlei e de 60-120 mlh la grosimea lenţii de 8-20 mm şi lăţimii 1200-3000mm.

Lenta deacum gata nimereşte în cuptorul catalizator care este încălzit cu gaz  sau electricitate, unde lenta se mişcă cu ajutorul rolgavigului. E destul de important de a păstra o temperatură constantă la cristalizare a sitalelor cu adaos de zgură. El depinde de grosimea lenţii de sticlă şi vitezii procatului. Temperatura la prima stadie e de 700-720 grade C şi se ţine timp de jumate de oră, temperatura stadiei a doua 900-920 grade C, ţinerea sub această temperatură timp de o oră. Timpul total de termoprelucrare e de 2-3 ore. Lenta cristalizată de sticlă  se arde şi se răceşte. La ieşirea din cuptor sitalul este foiat automat de o instalaţie cu rolic. Şi aşa primim listuri mari care urmează a fi fasonate în formare mici, de către muncitori, în ţoluri speciale.