Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МГТУ им. Баумана.
РЕФЕРАТ.
по курсу : РиКУН.
тема: “ДИАТОМИТ”.
Выполнил: студент группы МТ8-72
Данилова А. П.
Проверил: Ксенофонтов А. Г.
Москва.2006 г.
4.1.Диатомитовые изделия с выгорающими добавками………….. 6
5.Список литературы…………………………………………………. 15
1.Введение.
Для уменьшения тепловых потерь печи необходимо, чтобы кладка ее обладала большим тепловым сопротивлением. Но огнеупорная часть кладки должна быть механически прочной, а следовательно, выполнена из материалов с большим объемным весом и достаточно большой теплопроводностью. Поэтому из одних огнеупоров сконструировать удовлетворительную в тепловом отношении кладку невозможно. Ввиду этого футеровки печей, как правило, выполняются составными, внутренняя часть (как бы каркас кладки) выкладывается из огнеупора, а наружная часть- из теплоизоляционного материала. В соответствие с этим электропечестроение предъявляет к теплоизоляционным материалам следующие требования: малая теплопроводность, малая удельная теплоемкость; достаточная огнеупорность; некоторая механическая прочность; дешевизна и доступность.
Теплоизоляционные материалы работают в печи в более легких условиях, чем огнеупоры. Температура, действию которой они подвергаются, всегда меньше, так как огнеупорный слой берет на себя часть температурного перепада, предохраняя их от размывающего действия шлаков, всякого рода ударных и истирающих усилий, разгружает от механических напряжений. Поэтому их огнеупорность может быть меньше, от них требуется весьма относительная механическая прочность, например способность выдерживать свой собственный вес (засыпка в порошке, вата), но зато требование малой теплопроводности для них является основным. Требование дешевизны и доступности опять- таки определяется тем обстоятельством, что теплоизоляционные материалы потребляются в больших количествах.
Теплоизоляционные материалы применяются в виде кирпичей, плит, фасонных изделий, в виде засыпки (порошок, вата), мастики, которой покрываются горячие части печей.
Одним из более распространенных теплоизоляционных материалов является диатомит.
2. Общие сведения о диатомите.
Диатомит — рыхлая, земли стая, пористая и легкая осадоч ная горная порода, образованная из обломков панцирей диатомитовых водорослей, кото рые часто сохраняют свою структуру (рис. 1).Диатомит состоит в основном из
аморфного кремнезема. Плотность диатомита нахо дится в пределах от 400 до 600 кг/м3. При плотности диатомита 400 кг/м3 его пористость рис 1. достигает 85...89%. Водопоглощение и абсолютная влажность диатомитов доходят до 150% по массе. В зависимости от количества органических примесей и наличия окислов железа цвет диатомита меняется от белого до светло-желтого. Огнеупорность диатомита колеблет ся от 1570 до 1650 °С. Добывают диатомиты обычно в карьерах открытым способом, снимая соответствующими механизмами верх ний слой - вскрышу. Диатомиты применяются либо в виде засыпки, порошка, либо из них изготавливают кирпичи искусственным путем.
3. Диатомитовые изделия.
Диатомитовая засыпка представляют собой подсушенный и помолотый диатомит с размерами зерен не свыше 5 мм .При засыпке диатомитового порошка в печь его обязательно немного уплотняют для того, чтобы предупредить его самоуплотнение в эксплуатации, которое может вызвать оголение верхних частей огнеупорной кладки. Необожженный диатомитовый порошок может применяться до 850-900 ºС, а более чистые сорта- до 1000 или даже 1100 ºС. Иногда применяется обожженный диатомитовый порошок (помол бракованного диатомитового кирпича). Он более прочен, труднее истирается и дает пыль, но зато он имеет при том же объемном весе несколько более высокий коэффициент теплопроводности.
Диатомитовые кирпичи изготавливают путем формования, сушки и обжига массы из диатомитов с добавлением выгорающих добавок или пенообразующих веществ. Они применяются для теп ловой изоляции сооружений, промышленного оборудования и тру бопроводов при температуре изолируемых поверхностей до 900 °С. Диатомитовые и пенодиатомитовые кирпичи К1 и К2 изготовля ют длиной соответственно 250 и 230 мм, шириной 123 и 113 мм и толщиной 65 мм. В зависимости от плотности диатомитовые изделия подразделя ются на марки: Д-500 и Д-600, а пенодиатомитовые — ПД-350„ ПД-400 (табл. 1).
Таблица1. Показатели физико-химических свойств диатомитовых (Д) и пенодиатомитовых (ПД) изделий.
|
Показатели |
Ц-500 |
Д-600 |
ПД-350 |
ПД-400 |
|
Плотность, кг/м3, не более |
500 |
600 |
350 |
40й |
|
Теплопроводность, Вт/(м-К), не более, при средней температуре, К: |
||||
|
298± 5 |
0,104 |
0,116 |
0,083 |
0,095 |
|
5 73±5 |
0,156 |
0,168 |
0,122 |
0,134 |
|
Предел прочности при сжатии, МПа, не менее |
0,6 |
0,8 |
0,6 |
0,8 |
|
Линейная температура усадки при 900 º С, %, не более |
2 |
2 |
2 |
2 |
4. Производство диатомитовых изделий.
4.1. Диатомитовые изделия с выгорающими добавками.
В большинстве случаев производство теплоизоляционных диато митовых изделий организуется непосредственно в районе месторож дения основного сырья — диатомита и состоит из следующих опера ций: приготовления формовочной массы, формования, сушки и об жига изделий (рис. 2).
В качестве выгорающих добавок, обеспечивающих необходимую пористость диатомитовых изделий, применяют древесные опилки (предпочтительно от поперечной распиловки лиственных твердых пород), лигнин (отход гидролизной промышленности), нефтяные отходы и т.д. Количество выгорающих добавок зависит от теплоты их сгорания и составляет: 50% по объему формуемой массы — для древесных опилок, 25%—для лигнина, 15...20%—для нефтяных отходов. Схема технологического процесса производства диатомитовых обжиговых изделий показана на рис. 3. Если влажность добытого в карьере диатомита превышает 50% по массе, то его необходимо подсушить в сушильном барабане 10 для того, чтобы можно было произвести последующее дробление в дробилке 13 и просеивание через сито 3 с отверстиями 5...6 мм. Опилки, которые просеивают также через сито 3, подают в распре делительные бункера 4. Через тарельчатый питатель 5 компоненты поступают в ящичный подаватель и после этого в смеситель 7, куда подается и вода. После перемешивания формовочная масса посту пает в ленточный пресс 9, из которого выходит отформованное изделие. Изделия сушатся в туннельных сушилках //, а обжигают ся в туннельных печах 14.
Рис.3 Схема технологического производства диатомитовых изделий. 1-карьер диатомита,2-склад опилок, 3- сито “бурат”, 4-бункер для опилок и диатомита, 5- тарельчатый питатель, 6- вальцы тонкого полома, 7- смеситель, 8- элеватор, 9- ленточный пресс, 10- сушильный барабан, 11- туннельная сушилка, 12- ящичный подаватель, 13- молотковая дробилка, 14- печь обжига, 15- склад готовой продукции.
Дозирование компонентов производится и ящичном питателе (рис. 4). Равномерность подачи сырья достигается с помощью опре деленной скорости движения пластинчатого конвейера 2. Количество подаваемого материала регулируется высотой подъема полома 6, расположенного в передней части питателя. Производительность ящичного питателя достигает 35 м3/ч, мощность электродвигателя 4,2 кВт, скорость движения ленты 4,5 м/мин, ширина ленты 0,9 м.
В ленточном прессе (рис. 5) производится формование изделий. Поступающая в воронку 5 формовочная масса захватывается ло пастями винтового конвейера 4, проталкивается в цилиндр 3 пресса и выдавливается через прессовую головку 2 и мундштук 1 в виде бесконечной ленты, форма которой определяется сечением мундшту ка: прямоугольным — для кирпича, криволинейным — для полуци линдров и сегментов. Движущаяся лента специальным аппаратом разрезается на отрезки заданной длины.
Рис. 4. Ящичный питатель:
1 — корпус, 2 — конвейер, 3 — электродвигатель, 4 — редуктор, 5 — вал с билами, 6 — шибер, 7 — планка
.
Рис. 5. Схема ленточного пресса:
I — мундштук, 2 — прессовая головка, 3 — цилиндр, 4 — винтовой конвейер, 5 — загрузочная воронка
Сформованные изделия сушатся в противоточных туннельных су шилках по режиму, приведенному в табл. 2.
Таблица 2.
Дымовые газы движутся в туннеле навстречу сырым диатомито-вым изделиям. Остаточная влажность сырца должна быть не более 15...17%. Усадка изделий после сушки составляет 4...5%.
Обжиг изделий в туннельных печах продолжается в течение 25 ч. Сначала поднимают температуру до 850...900 °С в течение 12 ч, после чего изделия выдерживают при этой температуре в течение 1 ч, затем их охлаждают до температуры 80...100° С в течение 12 ч. Необходимое для обжига изделий тепло выделяется в резуль тате сгорания древесных опилок или других выгорающих добавок. Топливо затрачивается только на розжиг печи.
4.2. Пенодиатомитовые изделия.
Пенодиатомитовые изделия получают из смеси диатомита и пенообразующих веществ с возможной добавкой небольшого количе ства древесных опилок. Изделия формуют из гидромассы, затем сушат и обжигают.В качестве пенообразующего вещества используют смолосапониновый пенообразователь, приготовляемый из мыльного корня, а также казеино-канифольный пенообразователь. По сравнению с другими пенообразователями смолосапониновый обладает сле дующими преимуществами: большей устойчивостью пены, более мелкими порами и более толстыми стенками между воздушными ячейками. Размер ячеек пены составляет 0,15...0,5мм.
Качество пены характеризуется ее пенистостью и пеноустойчи-востью. Пенистость — отношение объема полученной пены к объе му водного раствора пенообразователя, который затрачен для по лучения пены. Пеноустойчивость, или стойкость пены, — это спо собность пены сохранять во времени первоначальный объем без разрушения. Для увели чения пеноустойчивости добавляют стабилизаторы пены, а для увеличения пе нистости применяют акти ваторы пенообразования. Технологическая схема производства пенодиато митовых изделии показа на на рис. 6. Диатомит, измельченный и молотко вой дробилке 5 и просеян ный через сито «бурат», через дозатор 7 подается в одну из трех емкостей пенобетопосмесителя 8 для приготовления шлике ра. Диатомитовый шликер плотностью 1280... 1320 кг/м3 и раствор пенообра зователя поступают в по следующую мешалку
Пенообразователь на основе мыльного корня приготовляют следующим образом. Измельченный корень просеивают через сито с отверстиями 1...2 мм, затем помещают в бак и заливают водой в соотношении (по массе) 1 : 10 (корень : вода) на 48 ч. Затем водный раствор сливают, а мыльный корень вновь заливают водой до прежнего уровня и кипятят до получения жидкости плотностью не менее 1,01 г/см3. При этом уровень воды поддерживают посто янным.
Рис.6 Схема технологического производства пенодиатомитовых изделий. 1-карьер диатомита,2-одноковшовый экскаватор, 3- самосвал, 4-ящичный подаватель, 5- молотковая дробилка, 6- бак-смеситель для разбавления концентрированного раствора пенообразователя, 7- объемные дозаторы, 8- трехъемкостной пенобетоносмеситель, 9- винтовой конвейер- распределитель, 10- формы для заливки, 11- вагонетки, 12- туннельная сушилка, 13- туннельная печь, 14- вагонетка, 15- склад готовой продукции
Полученный водный раствор сливают во второй бак, а остатки корня выбрасывают. В этот бак добавляют новую порцию молото го мыльного корня в соотношении корня и раствора 1 : 10 (по мас се) и выдерживают до получения раствора плотностью не менее 1,02 г/см3. Готовый раствор пенообразователя сливают в третий бак для хранения, а вымоченный корень перекладывают в первый бак, заливают водой и кипятят для получения следующих партий экстракта. Для приготовления пенообразователя расходуют около 2 кг мыльного корня на 100 л экстракта. Срок хранения готового раствора пенообразователя — не более одного месяца.
В состав клееканифольного пенообразователя входят канифоль, едкий натр, казеиновый клей или вода. Для получения клеекани фольного пенообразователя готовят клеевой раствор и канифольное мыло.
При приготовлении клеевого раствора куски клея размером 2...3 см заливают водой в соотношении 1 : 1 (по массе) и выдержи вают в течение 24 ч, а затем подогревают при температуре 40...50 °С до полного растворения клея.
Канифольное мыло получают следующим образом. Раствор ед кого натра плотностью 1,16 г/см3 доводят до кипения, затем в него засыпают при непрерывном перемешивании небольшими порциями измельченную и просеянную через сито с отверстиями размером 5 мм канифоль в соотношении 1 : 1 (по массе). Продолжительность варки мыла 1,5...2 ч. После окончания варки в канифольное мыло доливают горячую воду температурой 70 °С, которая компенсирует испарившуюся воду.
Клеевой раствор температурой 30 °С и канифольное мыло темпе ратурой 60° С смешивают в соотношении соответственно 1 : 0,7 (по массе). При этом клеевой раствор вливают небольшими порциями в канифольное мыло при тщательном перемешивании. Полученный клееканифольный пенообразователь перед употреблением разбав ляют горячей водой (50 °С) в пропорции 1:5 (по объему).
Клееканифольный пенообразователь хранят в закрытых дере вянных бочках или стеклянных сосудах в прохладном месте при положительной температуре. Срок хранения в холодное время го да— не свыше 20 сут, в жаркое время — не свыше 10 суток.
Пенодиатомитовые изделия в виде кирпичей сушат в формах до остаточной влажности 10...12% в туннельных противоточных су шилках на полочных вагонетках; режим сушки приведен ниже.
Режим сушки пенодиатомитовых кирпичей.
Температура теплоносителя, ºС,
в канале :
нагнетающем …………………………………. 140…160
отсасывающем ………………………………… 40
Скорость движения теплоносителя, м/с ……… 2,5…3
Продолжительность сушки, ч …………………. 48
Относительная влажность газов в
отсасывающем канале, % ……………………… 80…85
Обжигают пенодиатомитовые изделия в туннельных печах по одинаковому режиму с диатомитовыми изделиями на выгорающих добавках.
При одновременном обжиге пенодиатомитовых и диатомитовых изделий используется тепло, получаемое от сгорания вы горающих добавок. При раздельном обжиге используется тепло, получаемое за счет сжигания жидкого или газообразного топлива.
4.3. Перлитодиатомитовые изделия.
Перлитодиатомитовые изделия изготовляют из смеси диатомита и вспученного перлитового песка, заменяющего древесные опилки или пенообразующие вещества.
Перлитодиатомитовые изделия выпускают в виде кирпичей раз мерами 250х123х165; 230х123х65 мм и плит размерами 500х500х50; 500х375х50; 500х250х50 мм. По плотности перлитодиатомитовые изделия подразделяются на марки 300 и 400.
Для приготовления формовочной массы диатомитовый шликер относительной влажности 72...78% смешивают с вспученным пер литом. При этом для изготовления изделий марки 300 берут диато мита 70%, (по массе) и вспученного перлитового песка 30%, а для изделий марки 400 — диатомита 80% и перлитового песка 20%. Плотность формовочной массы должна быть: для изделий марки 300- 700...800 кг/м3; для изделий марки 400 —900...1000 кг/м3.
Показатели физико-химических свойств
перлитодиатомитовых изделий
Марка 300 Марка 400
Плотность, кг/м3 ………………………………... 300 400
Теплопроводность, Вт/(м∙К), не более,
при средней температуре, К :
298±5 ………………………………………. 0,075 0,098
573±5 ………………………………………. 0,12 0,145
Предел прочности при сжатии, МПа, не менее 0,7 1
Температура применения, ºС …………………. 900 900
Кирпичи формуют методом заливки формовочной массы анало гично технологии изготовления пенодиатомитовых изделий. Плиты формуют на поддонах в установках конвейерного типа с подпрессовкой аналогично перлитовым керамическим изделиям. Отформо ванные изделия укладывают на полочные сушильные вагонетки и транспортируют на сушку. Сушка изделий осуществляется в тун нельной противоточной двухзонной сушилке с рециркуляцией теп лоносителя, начальная температура которого 40...45 °С; конечная — 220...250 °С. Продолжительность сушки составляет 20...25 ч.
Обжиг изделий производится либо в туннельных (аналогично перлитокерамическим изделиям), либо в конвейерных щелевых пе чах. Продолжительность обжига в конвейерных печах составляет не более 1,5ч. Максимальная температура обжига 950...970 °С. Пос ле обжига изделия упаковывают в решетчатые ящики и передают на склад готовой продукции.
При изготовлении перлитодиатомитовых изделий значительно сокращается время сушки по сравнению с пенодиатомитовыми из делиями, экономятся дефицитные опилки.
5.Список литературы.
1. А.Д. Свенчанский. Электрические промышленные печи.1958 г.-272 с.
2. М.Ф. Сухарев, И.Л. Майзель. Производство теплоизоляционных материалов. 1989г.-230с.
3. Орлов Д. С. Химия почв. – М.: Изд-во МГУ, 1997. – 400 с.
4. Петров В.П. Практическое значение кремнистых горных пород. 1987. 168–с.
5.Сорокина Е.Ю. Автореферат ”Диатомитовые силанизированные твердые носители в газо-жидко-твердофазной хроматографии ”. 2000.-51с.
Таблица1. Показатели физико-химических свойств диатомитовых (Д) и пенодиатомитовых (ПД) изделий.
|
Показатели |
Ц-500 |
Д-600 |
ПД-350 |
ПД-400 |
|
Плотность, кг/м3, не более |
500 |
600 |
350 |
40й |
|
Теплопроводность, Вт/(м-К), не более, при средней температуре, К: |
||||
|
298± 5 |
0,104 |
0,116 |
0,083 |
0,095 |
|
5 73±5 |
0,156 |
0,168 |
0,122 |
0,134 |
|
Предел прочности при сжатии, МПа, не менее |
0,6 |
0,8 |
0,6 |
0,8 |
|
Линейная температура усадки при 900 º С, %, не более |
2 |
2 |
2 |
2 |
Рис.1 Схема технологического производства диатомитовых изделий. 1-карьер диатомита,2-склад опилок, 3- сито “бурат”, 4-бункер для опилок и диатомита, 5- тарельчатый питатель, 6- вальцы тонкого полома, 7- смеситель, 8- элеватор, 9- ленточный пресс, 10- сушильный барабан, 11- туннельная сушилка, 12- ящичный подаватель, 13- молотковая дробилка, 14- печь обжига, 15- склад готовой продукции.
Рис. 2. Ящичный питатель:
1 — корпус, 2 — конвейер, 3 — электродвигатель, 4 — редуктор, 5 — вал с билами, 6 — шибер, 7 — планка
.
Рис.3. Схема ленточного пресса:
I — мундштук, 2 — прессовая головка, 3 — цилиндр, 4 — винтовой конвейер, 5 — загрузочная воронка
Таблица 2.
Рис.4 Схема технологического производства пенодиатомитовых изделий. 1-карьер диатомита,2-одноковшовый экскаватор, 3- самосвал, 4-ящичный подаватель, 5- молотковая дробилка, 6- бак-смеситель для разбавления концентрированного раствора пенообразователя, 7- объемные дозаторы, 8- трехъемкостной пенобетоносмеситель, 9- винтовой конвейер- распределитель, 10- формы для заливки, 11- вагонетки, 12- туннельная сушилка, 13- туннельная печь, 14- вагонетка, 15- склад готовой продукции
Режим сушки пенодиатомитовых кирпичей.
Температура теплоносителя, ºС,
в канале :
нагнетающем …………………………………. 140…160
отсасывающем ………………………………… 40
Скорость движения теплоносителя, м/с ……… 2,5…3
Продолжительность сушки, ч …………………. 48
Относительная влажность газов в
отсасывающем канале, % ……………………… 80…85
Показатели физико-химических свойств
перлитодиатомитовых изделий
Марка 300 Марка 400
Плотность, кг/м3 ………………………………... 300 400
Теплопроводность, Вт/(м∙К), не более,
при средней температуре, К :
298±5 ………………………………………. 0,075 0,098
573±5 ………………………………………. 0,12 0,145
Предел прочности при сжатии, МПа, не менее 0,7 1
Температура применения, ºС …………………. 900 900