Магистрант Иманбердиев Н.Б., к.т.н. Кочеров Е.Н., PhD доктор Жакипбаев Б.Е., к.т.н. Колесников А.С., магистр Кулмаханова А.Ш.

 

«М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті», Қазақстан,  Шымкент

 

ГЛИНОЗЕМДІ КЛИНКЕРДІҢ КРИСТАЛДАНУ СИПАТЫНА САЛҚЫНДАТУ ТӘРТІБІНІҢ ЫҚПАЛЫН ЗЕРТТЕУ

 

Жоғары сапалы глиноземді цемент алу кезінде, белсенді минерал кальций моноалюминатының (СаО·А12О3) максималды мөлшеріне және геленит (2СаО·А12О3·SiO2) минералының мөлшерін минимумға жеткізуге ұмтылу қажет. Бірақ, клинкерді балқыту үрдісін қалыпты жүзеге асыру үшін бірқатар шектеулер де бар.

Автор [1] мәліметтеріне сәйкес, домналық балқыту үрдісі үшін құрамында 9-10% SiO2, 39-40% CaO және 50% көп емес Al2O3 мазмұндайтын клинкерлер тиімді болып келеді. Бірақ, кремнозем мөлшерін жоғарылату, цементтің беріктік қасиеттерін төмендетуге алып келеді, осы жағдайда беріктіктің жоғарылауы баяу жүреді [2].

Зертханалық күйдіргіш пештегі №1 сынақтан 300х300х300мм формаға клинкер сынамасы алынды, сонан соң олар клинкерден жылудың баяу шығуын қамтамасыз ететін құмды қабатта баяу салқындатылды. Құйылған клинкер қабатының биіктігі 200 мм. Осы шығарылымнан сынамалар формадан алынды. Сынамалар майдаланып, зертханада ұнтақталды, сонан соң химиялық талдау жұмыстары жүргізілді.

№2 клинкер шығарылымында келесі сынамалар алынды. 300х300х300 мм формаға клинкер сынамалары алынды. Сынама біркелкі сұр түске ие болған, отқа төзімділерге ұқсас тығыз келген.

Осы №2 сынақ клинкері алаңда қабатының қалыңдығы 150 мм негізгі төгілімнен және алаңда арнайы қазылған өлшемі 800х600х400мм шұңқырдағы қабатының қалыңдығы 400мм клинкерден сынамалар алынды. Барлық алынған сынамаларды химиялық талдау нәтижелері 1 кестеде келтірілген.

 

Кесте 1. Глиноземді клинкерлерді химиялық талдау нәтижелері

№

Шығарылым №

Тотықтардың мөлшері, масс. %

SiO2

CaO

MgO

S

FeO

Fe2O3

Al2O3

1

№1 шығарылым (пеште салқындатылған)

8,85

38,44

3,75

1,85

1,60

-

45,5

2

№1 шығарылым (формада салқындатылған)

8,90

38,35

3,80

1,80

1,60

-

45,51

3

№1 шығарылым (алаңда салқындатылған)

10,05

38,49

2,26

1,6

0,97

-

44,17

4

№2 шығарылым (пеште салқындатылған)

11,97

38,92

2,71

1,79

0,69

-

42,57

5

№2 шығарылым (формада салқындатылған)

11,88

38,98

2,26

1,70

-

1,75

42,29

6

№2 шығарылым (алаңда салқындатылған)

13,43

38,64

1,54

1,28

-

1,95

39,26

7

№2 шығарылым (алаңдағы шұңқырда салқындатылған)

13,42

38,78

4,43

1,63

-

1,36

39,31

 

Кестедегі мәліметтерде көрініп тұрғандай, екі шығарылым клинкерлері химиялық құрамы бойынша негізгі тотықтардың (SiO2, CaO және Al2O3) мөлшерімен ерекшеленеді. Бір шығарылымнан алынған сынамалардағы SiO2 мөлшерінің айырмашылығы көңіл бөлетіндей. Егер, клинкер пештен және шұқырдан алынған сынамалар бірдей мәндерге ие болса, онда алаңнан алынған клинкер SiO2 мөлшері бойынша бастапқы сынамалардан 1-2% жоғары.

Клинкерлердің химиялық құрамының кенет өзгеру себептерін анықтау бойынша зерттеу жұмыстары жүргізілді. Клинкер құрамының балқытуға жіберілетін шихтаның құрамына тәуелділігі анықталды (кесте 2).

Кесте 2. Клинкерлердің химиялық құрамы және шихтаның заттық құрамы

Балқыту №

Клинкердегі тотықтардың мөлшері, %

Шихта құрамы, г

SiO2

CaO

S

Al2O3

FeO

MgO

1

8,85

38,44

1,85

45,50

1,60

3,75

Кокс-2100

Боксит кені-1900

Болат жаңқалары-2000

Теміркенді брикеттер-800

Әктасы-600

1-1

8,63

41,88

1,95

45,66

1,04

1,89

1-2

8,42

40,61

1,90

45,62

1,01

2,03

1-3

9,19

38,63

1,98

45,88

0,84

2,44

1-4

9,63

38,76

1,87

44,32

0,82

2,53

2

11,97

38,92

1,79

42,57

0,69

2,71

Кокс-1600

Боксит кені-1700

Болат жаңқалары-2000

Теміркенді брикеттер-800

Антрацит-300

Түйіршек еленділері-500

Әктасы-600

2-1

12,38

39,20

1,86

42,91

0,76

3,02

2-2

11,97

38,49

1,73

43,67

0,81

2,68

2-3

11,98

40,47

1,47

42,23

0,35

1,79

2-4

11,47

41,03

1,89

42,64

0,54

2,12

 

SiO2 мөлшері төмен клинкерлерде кристалдық фаза болып кальций моноалюминаты CaO·Al2O3 табылады, сондықтан мұндай клинкерлерді 1400-1380°С температураларға дейін баяу кристалдандыру керек, ал сонан кейін алюмосиликатты балқымадан геленит түзілмей, шыны фаза түрінде сақтау үшін жылдам салқындату қажет.

Кондициялы клинкерлерді салқындату үшін тиімді тәртіп ретінде баяу салқындатуды қарастыруға болады. Мұндай шарттарда моноалюминат толығымен кристалданып, клинкердің белсенділігін арттырады. Себебі, кальций моноалюминаты шыны тәрізді күйіне қарағанда, кристалдық күйінде реакциялық қабілетті.

 

ӘДЕБИЕТТЕР:

1. Сокольский А.Д. Доменная плавка бокситов - Изд. «Металлургия». -М.-1989.-С. 52.

2. Черкасова А.Ф. Изучение свойств высокоглиноземистых шлаков при плавке специальных чугунов. Техн. отчет НИИЦемента, 1986.- 77 с.