CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHOÁNG CÁCH ÂM VÀ CÁCH NHIỆT

Trên cơ sở của chúng người ta cliố tạo các loại cấLi kiện khác nhau dùng trong các kết cấu cách nhiệt và cách âm.Ngoài ra, người ta còn sử dụng bông này trong sản xuất vật liệu lợp các

NGUYỄN VĂN PHIÊU - TS NGUYỄN VĂN CHÁNH

CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHOÁNG

CÁCH ÂM - CÁCH NHIỆT

(Tái hến)

NHÀ XUẤT BẢN XÁY DựNG

LỜI NÓI ĐẨU

M ột trong n h ữ n g v ấ n đ ể q u a n trọng n h ấ t của tiến hộ khoa học - k ĩ th u ậ t xâ y d ự n g

là vấn đ ể giảm- khối lượng của kết cấu công trinh, bởi vi g i ả m kh ố i lượng của kết câu công trìn h sẽ là m g i ả m đ á n g k ể khối lượng của kết cấu m ỏ n g t ừ đó là m g iả m g iá

th à n h củ a các công trin h xâ y d ự n g n h ấ t là đối với các công tr in h cao tầng

T h ự c t ế cho th ấ y k h í th a y g ạ ch đặc bằng g ạ ch rỗng, bêtông t ổ ong, silicát xốp hoặc

b ằ n g bê tông nhẹ VỚI cốt liệu rỗng th ỉ khối lượng của các tường bao che n g ă n cách có

t h ể g iả m đi 2 ~ 5 lần; và nếu s ử d ụ n g các kết câu bao che và n g ă n cách n hiều lớp từ các vật liệu kết cấu, cách nhiệt, cách â m và chống cháy th i k h ố i lượng tường sẽ g iả m

đ i được 5 - 6 lần.

N g oà i việc g iả m kh ố i ỉượng của kết cấu, g iả m chi p h í lao đ ộ n g c h ế tạo và lắp ghép, còn cải thiện đưỢc các tín h chất n h iệ t k ĩ th u ậ t cúa kết cấa Đ iều đó, cho p h é p tiết kiệìH đưỢc ỉiăng ỉượng l.roỉiiĩ k h a i tỈLÚc và tạo ỉièỉi kìiả ìiăìig lựa chọn các g iả i p h á p kết cấu mới

H iệ n nay, ở nước ta chưa s ả n x u ấ t đưỢc n h iều loại v ậ t liệu cách ăm , cách n hiệt

u à c h ố n g c h á y t ừ k h o á n g , m à l o ạ i v ậ t l i ệ u n à y t h ư ờ n g đưỢc l à m t ừ v ậ t l i ệ u h ữ u cơ

d ễ k i ế m

Cuốn '*Công n g h ê v ậ t l i ệ u k h o á n g c á c h â m - c á c h n h i ệ t ” tr in h bày k h á đ ầy

đ ủ cơ sở cỗng nghệ: bông kh o á n g và th u ỷ tinh, các cấu kiện trên cơ sở của chúng; perlít, verrm icuỉít nở p h ồ n g và các cấu kiện cách n hiệt từ chúng S á c h sẽ g iú p cho

s in h viên của các trường cao đắng, đ ạ i học theo học ch uyên n g à n h ''Sản x u ấ t vật liệu, cấu kiện và kết cấu x â y dựng", các chuyên n g à n h có liên q u a n khác, nghiên cứu sâ u hơn các vấn đ ề liên q u a n tới việc t ổ chức đ ú n g đ ắ n các q u á trin h công nghệ N ó củ n g

b ổ s u n g cho các giáo trin h cơ bản của các m ô n học "Công nghệ vật liệu cách nhiệt",

"Công nghệ các cấu kiện bêtông và bêtông cốt th é p ” và là m tài liệu t h a m khảo k h i là m

đồ á n ìuôn học và tốt nghiệp N g oà i ra, sách còn g iú p cho các k ĩ s ư công nghệ xây dựng, các kĩ sư xăy dựng, các n h à s ả n x u ấ t vật liệu nhẹ và cấu kiện hiểu biết sâ u hơn,

s ử d ụ n g có hiệu q u ả hơn vật liệu cách âm , cách nhiệt, chống cháy.

S á c h g ồ m 4 p h ầ n 12 ch ư ơn g : c h ư ơ n g 1, 3 ( p h ầ n I), 2, 4 ( p h ầ n II), 1 (p h ầ n III); 2 (p h ầ n IV ) do GVC K S N g u y ễ n V ă n P h iê u viết; c h ư ơ n g 2, 4 ( p h ầ n I), ly 3 ( p h ầ n II), 2 (p h ầ n III), 1 (p h ầ n IV ) do GVC T S N g u y ễ n V ă n C h á n h c h ủ n h iệ m

3

bỏ nìỏìì V ậ t l i ẹ u XCIV dự ìì í ị, Kh()(ỉ K \ t h u ậ t AT/V d ự ì ì í Ị T n í i i ì ì í Ị D ạ i Ììọc B a c h l:ỉìoa,

l lì á n h p h ủ H ổ C h í M ỉìĩh viết.

C ú c t á c iỊÌú x i n b à v tó s ự biết ơn s á u s d c (ỉiH ưới các cơ qiiciìi vù các ca n h à n (ỉa íỊÌUỊ)

đ ỡ iruĩìíỊ việc hièỉĩ s o ạ n (Ịuỵên s á c h n à \ Đ ố c hiệt c á m ơn P ( Ỉ S T S Vủ M i n h Ị ) u \ ‘ cììíí

ì ì h i è m K h o a V ậ i l i ệu x ch ’ dựììí Ị T n í ờ ì ì í ị D ạ i lìọc X á y d ự ì ì ^ H à N ộ i d ã (íọc và íịoỊ) y chí) ban thảo.

Với lòng moìiíị miiỏh CUÌÌÍỊ cấp CÙÌIÍỊ u ^h ệ và p h ụ c vụ bạn đọc, sung nãììỉJi lưc co hạn ìììá ván đè lại kh a plìức íctỊ), L'ì váy trong quá irìỉilì hiên soạn hùn kììúìì^j, iruììh kììoi ìỉhừììíị thi cỉỉ S(')ỉ Tcu‘ q i a moììí Ị vav d ũ ì ì g ì ì ^Ạ ì ệp vù độ c iỊÌci clìí í^icio hỏ SUÌÌ^ ilừ CUÚÌI sách ngày cán^íỊ Ììòũĩì thiẹn hơn.

C á c t á ( ‘ ịíia

Phần I

Chương 1

C ơ s ở H Ó A L Ý CỦA SẢN XUÂT CHÂT NÓNG CHẢY SILICAT

Người ta sử dụng rộng rãi bóng khoáng và thủy tinh làm vật liệu cách nhiệt, vật liệu này có được bằng cách gia công các chất silicat nóng chảy Trên cơ sở của chúng người

ta cliố tạo các loại cấLi kiện khác nhau dùng trong các kết cấu cách nhiệt và cách âm.Ngoài ra, người ta còn sử dụng bông này trong sản xuất vật liệu lợp (các tấm bôngkhoáng, bỏng khoáng - amiăng, các cuộn giấy trên cơ sờ sợi thủy tinh) và vật liệu sợi thủy linh chất dẻo

Theo quy phạm riêng của mỏi nước, người ta thường chia các vật liệu này ra thành các mác 75, 100, 125 và 150 tương ứng với khối lượng thể tích dưới tải trọng 2kPa (0,0 2k G /cn r) không quá 75, 100, 125 và 150 kg/nl^ Trị số của hệ số dẫn nhiệt ở trạng thái sấy khô đến khối lượng không đổi và đường kính trung bình của sợi được ghi trong bảng 1.1

Bảng I.l Độ dần nhiệt và đường kính trung bình

Độ ẩm của bông không quá 2%, hàm lưọfng bitum kh ông quá 1%, "cục vón" có kích thước lón hơn 0,025mrn không quá 12, 20, 25 và 33% Tính chất xác định theo QPNN

"Thảm và băng làm từ sợi thủy tinh" sợi phải có chiều dài không dưới 7 50 m m (cho phép lượng sợi có chiều dài 5 0 m m đến 30%) và đường kính kh ông quá 3fam, còn đối

với lớp bông gan ở trên 20|.im; nhiệt độ thiêu kết khòng dưới 4 5 0 ° c và dộ dãn nhiệi Ằ

Chất nóng chảy thu được cần phải có các tính chất vật lý cần tliiết - dộ nhớt và sức căng bề mặt, thỏa mãn những đặc điểm của quá trình nóng chày của phối liệu, cũng như quá trình công nghệ đã được lựa chọn để gia còng nó thành bỏng Trong đó nhất thiết phải đạt được là bông phái có khối lượng thể tích nhất định, độ đàn hồi, dường kính, độ dẻo và chiều dài của sợi, độ bền vững với nước, kiềm, axít và sán phẩm thủy hóa của xi măng, bền nhiệt, rnầu sắc và các tính chất khác

Trong sản xuất bông khoáng người ta thường dùng nồi nấu (lò) với áo nước Thành phần hóa học của chất nóng chảy có được trong chúng được xác định có tính đến dộ chảy của IIÓ trong vòi chảy nguôi (xcm hình I 5) và chay cỊua mánt’ của nồi, và cuối cùng phải đàm bảo sản xuất vật liệu chât lưcKiig cao với công siiấl cực đại cùa lò Trong các trường hợp khi mà nhiệt độ giới hạn trên của quá trình kết tinh cao hcyn 130()"c, nhưng thấp hơn 1400°c, còn nhiệt độ của trạng thái nóng chay lỏng bằiig

1480 - 1500°c, sự nóng chảy của phối liệu troiig lò chi có thể sẩy ra khi được cấp không khí nóng (400 - 600°C)

Về nguyên tắc, lò chỉ làm việc với nhiên liệu cốc, nhưng người ta đã ihiết kế lò làm việc với nhiên liệu cốc và gas

Trong các lò bổn người ta có thể nung nóng chảy phối liệu dcing viên cũng như dạng bột Ngoài ra, người ta có thể dùng lò bồn như lò dự trữ xỉ lỏng nóng chảy lần đầu và trong nó, chất nóng chảy lần đầu ấy có thể được làm giầii thêm silic diòxvt và nhôm ôxýt Chất khoáng nóng chảy thu được trong các lò bồn có nhiệt độ giới hạn trên của quá trình kết tinh từ 1075 ° c - đối với sợi thủy tinh có chứa kiểm, đến 1400°c - đối với bông khoáng không có kiềm

Trong các lò đứng dạng bồn người ta thườno nung nóng chảy phối liệu dạng cục, thí

du như đá bazan chứa 51% theo khối lượng (SìOt + AU O3), \3^/c theo khối liroim AI2O3

và gấn 5% theo khối lượng ( N a ^ o + KiO) với nhiệt dộ nóng cháy 1350 - 1380°c

Trong các lò điện, người ta có tliế thu dược chất nóng chay với khoảng khá lông cỉia hàm lượng các cấu tử hóa học, troiie đó có các chất nóng ch ả\’ có nhiệt dộ tíiới hạn trcn

bổn nhiệt cao, bởi từ chúng nià người ta có được chất nóng chảy để ch ế tạo bông khoáng chứa 95 đến 98% theo khối lượng (SìOt + AUO3) (sợi ceramic hay sợi cao lanh, v.v ) Nhiệt độ sử dựng của loại bông này cao hơn 1200°c, còn nhiệt độ giới hạn trên của quá trình kết tinli cao hơn 1680°c Nhiệt độ trong lò điện có thể đạt được 1800°c.

Trong các lò bồn với việc đốt nóng bằng điện hay kết hợp (trong trường hợp sau bắt đầu lò làm việc với nhiên liệu gas và lỏng, còn sau đó người ta đóng mạch các điện cực)

có thế có được các chất nóng cháy tương tự như trong các lò bồn bình thường, nhưng với còim suất cao hơii và tiêu hao nhiên liệu ít hcm

Đôi khi lừ các lò nung chất nóng chảy có thê được rót vào lò bồn hay lò điện, sau đó người ta cho thêm câu tử SìOt Trong trường hợp đó công suất của lò bồn tăng khá cao

"quá trình - đúp"

2 TRẠ NG THÁI HÓA LÝ CỦA CHÂT NÓNG CHẢY KHOÁNG

Sợi bông khoáng và bông tliủy tinh được cấu tạo từ vật chất ở trạng thái thủy tinh Các chất ở trạng thái thủy tinh trước hết là kính, là các vật thể vô định hình có được bằng cách làm nguội đột Iiíỉột các châì nóng chảy không phụ thuộc vào thành phần hóa học, vùng nhiệt độ đông cứng của chúng và có được các tính chất cơ học của vật thể rắn

do kết quá tăng từ từ dộ nhớt, thêni vào đó quá trình chuyển đổi từ trạng thái lỏng sang trạng thái thủy tinh phái là quá trình thLiận nghịch

Bất kỳ hệ thủy tinh nào đều có khoảng dị thưòng của nhiệt độ được giới hạn bởi nhiệt

độ Tj, và Tj Trong khoảng đó có sự thay đổi đột ngột nhiệt dung, chỉ số khúc xạ N, hệ sô' dãn nở dài vì nhiệt, trị số năiig lượng bề mặt, độ nhớt, khối lượng riêng, v.v

Trong vùng giữa hai nhiệt độ Tj và Tg chất khoáng nóng chảy ở trong trạng thái đàn hổi dẻo, thêm vào đó, nếu nhiệt độ cao hơn Tj, trong nó xuất hiện các tính chất đặc trưng cho trạng thái chất lỏng, còn thấp hơn nhiệt độ Tg nó sẽ giòn

Hình I.l mô tả quan hệ của sự thay đổi độ nhớt của chất nóng chảy khoáng vào nhiệt

độ của nó Khi nhiệt độ thấp hơn Tg (điểm 1 thuộc vùng đốt nóng, còn r - thuộc chất nóng chảy được làm nguội) chất nóng chảy tuân theo định luật Huk Thông thường ở nhiệt độ Tg độ nhớt của chất nóng chảy là lO""’ - 10'' Pa.s (10'" - 10'^ Pp^.) ở nhiệt độ Tg kết thiíc quá trình tinh thể hóa chất nóng chảy, nghĩa là nhiệt độ đó là giới hạn dưới của

sự kết tinh, đôi khi được ký hiệu bằng Tị^i - điếm cuối cùa quá trình kết tinh khi làm nguội Trong giới hạn của độ nhớt 10'^ - 5.10'" Pa s (10'^ - 5.10' Vp^) là thời kì chế tạo xong cấu kiện thủy tinh

Trong nhiệt đò T| - Tj, (điểm 1 - 2 và r - 2') từ chất nóng chảy có độ nhớt 10* Pa.s và thấp hơn có thể kéo thành sợi Tác giả chỉ ra khoảng có thê tạo thành sợi thủy tinh

lừ 10 - '' Pa.s và các cục, cũng như thổi thành màng thủy tinh từO,l -lO^Pa.s

Hinh I.L Sự phụ ílìuộr của cỉộ nliirt của cliấí nóiìi^ clidv iủ(ỉ hâỉìii kli()áiìi> vào ììỉìiệí dộ.

a) Khi ỉiUỉig í i ỏng cl i av; h) khi l à m n g u ộ i ( đối với h ỏ n g k h o á n g lliưừiii’ vứi nhiộl đ ọ s ử d ụ n g dưới 5 0 0 * ^ 0 ; nuVc I- kốl t h ú c I]uá i r ì nh k é o sợi; m ứ c II- đ ộ nhc^ c ự c d ạ i k h i l á c h c h à i ỉióniỊ c h á y i l i ành c á c tia troiiu hát

c ủ a m á y i hối ly l â m; m ứ c III - q u á trìnlì k é o t h à n h sợi m ả n h hởi d ò n g kiií k h i t hổi !v l â m philc;

m ứ c I V - đ ộ nhớt c ự c đ ại c ủ a c h à i n ó n g c h á y I r o n g hál củii n i á y (hổi li t ủ m pliilc;

m ứ c V - d ộ c h ả y l ỏ n g c ú a c h â ì l ó n g cl i ảy kliì đ ú c dá.

Theo kết quả của Viện nghiên cứu sợi thủy tinh, sự tạo hình sợi thủy tinh liên tục bị kêì thúc ở độ nhớt 7.10'^ Pa.s Cao hơn nhiệt độ T| sợi bắt đầu nóng chảy và chuyến sangIrạng thái tliiêu kết ở nhiệt độ Tj (điểm 3 và 3'), khi độ nliớt của thủy tinh nónu cháybằng 10 - 10“ Pa.s, khi không dược làm nguội nhanh, trong chúng có the xuất hiện plia tinh thc tlico quy ưó'c lấy Tg là nhiệt độ íiiới hạn trcii cúa klioáne nliiệt dộ kết tinh khi

Cuối cùng, T, I (điếm 4) đặc trưng cho nhiệt độ của chất lỏng nóng chảy, chính xác hơn, trạng thái cháy lỏng của chất khoáng nóng chảy, ơ nhiệt độ ấy chất nóng chảy được nấu trong các lò bổn và lò điện có độ nhớt 5 - lOPa.s, còn trong các lò đứng có độ nhớt 0,3 - l,5Pa.s Nhiệt độ iươii" ứng với điểm cuối của thời kỳ kết linh, còn nhiệt

dộ Tị - điểin bắt đầu nguội ciia chất Iióng cháy Trên hình I l còn có điểm 5 - (nhiệt

độ nghiêng cực đại về quá trình kết tinh): = Tị,|^ - At, ở đày At - đối V(ýi bông khoángtrên 2 5 0 ° c , còn đối với thúy tinh kiềm là IOO°C

Nliiệt dộ: ở nhiệt độ đó pha tinh thế hoàn toàn chuycn sang trạng thái thủy tinh,

không đặc trirne cho khá năng cliáy của chất nón s cháy Ví dụ, nhiệt độ nóng chảy của anortit (CaO AI2O3 2SìOt) là 1550°c, còn độ nhớt của chất nóng chảy của nó ở nhiệt

độ ẩy là 3,x Pas; của Ortôchư (K ỊAl Si^Oxl) là 1250°c, còn độ nhớt của chất nóng chảy của nó là 1 l()'Pa.s v.v Cho ncn trong trường hựp này khách quan hơn, tính chất của chất nóng chay đặc trưnií bởi nhiệt độ của trạng thái nóng chảy lỏng của nó

3 ĐÒ NHỚT CÚA CHÂT KHOÁNG NÓNG CHẢY

Tốc độ cháy của chất lỏng nliứt v^ I (cm/s), các chất khoáng nóng chảy cũng thuộc loại này, trong đó cỏ khoáng VĨI xỉ nóng cháy v.v , trong trường hợp các bọt rỗng không

bị lấp đầy chất nóng cháy, như trong các nồi nấu, có thế được biểu diền bằng pliưưng trình:

Bài tập Diện tícli tư do tronc cửa xá khi dùim nhiên liệu cốc với cục có kích thước

70 m m bằng khoáng 0,06 phần diện tích chung của đáy Lấy nửa dicn tích cửa lối đi tự

do dành cho chuyên đỏng của khí, băiiíí 0,03 Ta thấy rằng, diện tích đó cho I n r đáy của nổi nấu kiioáim íjần 300cin^ Ta xác định bé dày cực đại của dòno chảy qua điện tích

dó với mật độ cua chất nón<z chảy y = 2,59 g/cm^

ci - 300/2590 = 0,1 1ỎCIII

C l i à t iumií: t ÍKly c h ; i } đ i Ỉ Pi : I i c l i ĩ a hì , A - ‘■iO" ( l o c ỉ ó s i n A 1

9

Biến đổi phương trình (I I ) ía C('):

S| = /d.v^ I „ y = 2590 0,116 0,19 2,59 ^ 148 g/s.nr.

Khi troiig nổi nung nóng cháy các cục có kích thước 0 , Im, thì trong phối liệu còn

diện tích tự do bằng khoá n” \{Y/( (.iiện lích cửa xá (ròn nói) Trên diện lích bănií 0,9 r-'

cháy, lìcỉiĩa là vào cưòìiiz đo và nliiệt dỏ cháy của cốc (hay uas), lượng và nhiệt độ của khỏim khí dược ihổi vào vòi dốt, được làm iziáu ỏxy, thành pliấn khoáng và vạt chất và độ

thánì klií của pliối liệu, đỏ lóìi của cốc và mức độ cliáy Iriột đe hỏi\ học ci'ia nhiên liệu.

p - hiệu áp liíc, Diiì/cni“‘*;

R - bấn kính cứa iháo (van), cin:

L - chicLi dài của kènlì, ciii;

T- thời uiaiì cháy, s.

'rinrc lố lượng châì nónu chãy clìiiy qua van lớii hon lirơiìg dirơc xác định theo công ihức Pua/cK do lưc cáii xuất liiẹn lừ chất tải năim lirơng len sợi dược kco ra từ van

4 Đ Ổ N H Ớ T CIIA C H A T N Ỏ N ( ; C H Ả Y Đ l ơ c I )Ủ N ( ; ĐK C H Ế T Ạ O B Ồ N G

K H O Á N G VÀ T H Ủ Y T I N H

Đ ỏ nliớt của các chííỉ Iiónu cháy được dù n s clc sãn xuấl bông khoáng có thể đưực xác địiih banu một troiig các phương pháp; xi lanli quay, theo kim xoán của dây chỉ trên vieô/imél, theo tốc dộ kco ra của viên bi của Viện nghicn cứu ihủy linh v.v , hoặc biết dưọc thành phẩn hóa của châì nóim cliảv (xem báim 1.2 ), theo biếu đổ đỏ nhứt của hệ CaO - AI2O3 - SiOn (hình 1.2) và CaO - MgO - AKO^ - SiO-, Khi trone các chấl nóng clui) ngoài SiO^, AUO3, CaO và MgO còn có cliứa lượim íưcrnií dối FcO, Pe^o^, MnO, NaOi và K^O \'à các ỏxvt trọ’ dung kỉiác các biẽu dô dộ nhói này thườniỉ cho các giấ trị

cao liưii Nuoài ra, troim sán XLiâì bôMLĩ khoáng phan lóiì các chất nóna chảy chây ra từ

Iiìiinu của nổi nâu nôu ứnlìiệí độ khoani: 1300 - I400°c Cho iièn khi xác địnli dộ nhót cẩn phái cho thcm liệ số hiệu chinh, liệ so nàv líiáỉii ból Irị so cùa nó thu dược theo biếu clổ

A/ỉlỉ /iiứhỉ^ L iiíỉ Mì^O: Đo nlìól uiam đỏỉ ỉiiiỏt klii clu) thèni vào chất nỏim cÌKÌy 4 - 9 %

V l a Q ớ n h i c t d ô \ ĩ 5 ( r c c l i ấ t n ó n g c h ; i y c ó c l i ứ a 4 0 , 2 ^Y S i O , 1 7 ,4 % A K O , , 3 7 % C a O ,

1 h ã i m {), 1 Pa.

1 1

1,52% MgO, 4,5% MnO và 0,5% FeO, có độ nhót 2,45 Pa.s, với 5,1% MgO là l,02Pa.s, với 7,35% MgO là l,52%Pa.s với 6 ,6 8 % MgO là l,18Pa.s và với 10,70% MgO là l,18Pa.s.

Ảnh hưởiìiỊ của FeO: Nếu cho thêm điòxýt sắt vào xi lò cao nóng cháy có chứa

0,36% FeO, tăng hàm lượng của FeO trong chất nóng chảy lên đến 15,1%, thì đường cong độ nhớt chuyển dịch về phía nhiệt độ thấp khoảng 200°c, còn độ nhớt của châì nóng chảy sẽ 1?;

Xỉ có chứa 0,36% FeO, ở nhiệt độ 1350°c, có độ nhớt 2,1 Pa.s Đối với xỉ nóng chảy với M|, = 1,33 - 1,1 khi cho thêm FeO đến 9,4% thay vì 1,67%, nhiệt độ của các chất nóng chảy có cùng độ nhớt giảm đi gần 50 °c, còn khi hàm lưtyng của FcO trong cliất nóng chảy là 14,85% thì nhiệt độ giảm đi 150°c.

Độ nhớt của chất nóng chảy điabaz (thành phần của nó tính bằng %: SìOt là 48,80,

TiO là 1,77, AI.O^ là 15,2, PcọO^ là 13,73, Mn là 0,18, CaO là 10,51, MgO là 6,12, NaoO là 3,56 và K-,0 là 0,56) tăng rõ rệl sau khi phục hồi lại ỏxýt từ châì nóng chay của

nó Nếu như trước khi phục hồi độ nhớt của chất nóng chảy ở nhiệt độ 1400 - 1500°C' tương ứng là 10,5 ; 3,2 và 2 Pa.s, thì sau khi phục hồi nó tăng lên đến 13; 10 và 6 Pa.s

Aìììì lỉiỉìrỉiiỉ cúii Niỉĩri (I\\í: CIk) phu uia ncphclin có chứa 187r Na-,0, với khối lưọ‘ng

háiìi! cua kliòi lượiie \ i lò cao làm giám dộ ĩiliớt cua nỏ di dội ngột

Anlỉ lìiỉ'ưfì\ị cua Mủìiì^ ^^(ỈỊỊ ó.wĩ: Nòu dộ nhớt cúa xi lò cao nóng cháy có chứa 0,5%

MnO \'à cỏ = L33 bãim 1.3 Pa.s ờ nhiột dộ 1430°c\ thì khi tãne hàm lưỢiig MnO clcii 6.(S2 - 9 , 3 thì cIkVi nỏim cháy cỏ cùim độ nhól như thế ở nhiệt độ 1300 - 1340 ° c

và dcn 14,91',í ớiihiệt dò I2(S0°C

Anli hiíovo i iicỉ S ịìúỉ íi/ỉli hixẹn: Clìo lượng phụ gia CaPo khònu lớn (2 - y/c) vào chất

Ịiỏnu cháy làiiì uiam dáim kè Iihiệl đỏ nónu cháv và độ nhớl của nó

Áfìh lìỉCàii^ cù(ỉ CaS: Sư liịáni dỏ nlìól của xi chi ihấy dược khi troim chất nóne chay

cỏ hàiìì lượiig CaS cliíói 6 , 5

Thirừim các chât nónu chay loại trừ mội số kh ôn” lớn, cháy ra lừ máiig của nổi nấu

có dỏ iilìcVl naiiì Irong iziới han saii;

0.5 - 3 0.4 - 1.7 0-3 - 1.2 0.2 - 1 0 2 -0,8*(5 - 30) (4-17) (3-12) (2-1 0)=^ (2-8)*

Hình 13 Sự phụ ĩliỉiộc Ciia dộ ỉỉỉìớĩ của ỉỉiột sô dìấí fìón^ cha\ ( ỉ ế c h ế í ạ o hôììiỉ, khoúìiiỊ

vủ ỉlìủy tinh vào Ỉìlìiợỉ ííộ ịtrêiì hĩnh 1.3 h ( ilỉiíĩ chíỉìỉì nhữn^

( l ỉ t ở ỉ Ị i ^ d ó V(/Ì /V l ệ k h n v c r l ỉ d ạ i )

Khi ciÍỊi k h ỏ n ụ kiií i nìí m liay ô x y

13

Bảng 1.2 Thành phần hóa của chất nóng chảy, % khôi lượng

Khối thủy tinh

Khối thủy tinh dùng để tạo sợi thủy tinh

Hỉnh 1.4 Sự phụ thuộc của độ ỉìlĩớĩ vào nhiệt độ được xác định hằn^ viskôiimét

Mùi tên chỉ sựĩhay đổi của độ nììớĩ khi niuìíỊ nóìĩịị vù làm n^uộị, mũi tên đứn^ ~

hắt đâu nón^ chày khi đốt ĩìóniị vâ đôn^ đặc khi lầm níỊuôi.

Hán” 1.3 Thành phần hóa học cúa các chát nónịỉ cháy, % khối lưựnỊỉ

ni ànl i phần hóa của chất nóng chảy được ghi trong bảng 1.2 còn độ nhớt trên hình 1.3.Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, trong rất nhiều trường hợp độ chảy của các chất nóiií cháy tâng khi các giá trị của độ nhót khá cao Tlií dụ (trên hình 1.4, a - c) độ nhớt cúa các chất nóng cháy có ihành phần hóa học khác nhau (bảng 1.3) tưomg đối cao khi ở nhiệt độ 1300 - 15Ơ0°C, so với độ nhớt được mô tả trên cúc đồ thị của biểu đồ hình 1.3.lYên hình 1.4 điếm A đặc trưng cho sự dịch chuyến từ trạng thái nhổft dẻo sang trạng thái chất lỏng thực Chất nóns chảy có nhiệt đô cao hơn nhiệt độ A' (xa hơn vể phía bên phủi điếni A') là phù hợp VỚI phương trình của Niuton, còn thấp hơn nhiệt độ A' (vùng bôn trái điểm A') - phù họ,) với phưcíníĩ trình Sveđỏp - Billgam Cần phải nhấn mạnh rằng, chất nóiiíỊ chày dược đốt nóng với nhiệt độ cao hơii nhiệt độ điểm A' là hợp chất đồiií nhất Nhưng những đưòiií’ coiig độ nhíM được mô tà trên biểu đồ thưòng đặc trưng cho các chất nóng chảy được làm nguội chậm, khi làm nguội nhanh cũng xảy ra như thế nhưng vói mức độ nhỏ hơn Khi sán suất sợi từ các chất nóng chảy ấy, sự làm quá nguội của chất nóng cháy tãiig nhanh hơn ớ thời điếm trước khi nó đôn g cứng thành thủy tinh,

độ nhót của chất nóng cháy này có thê đặc trưng bởi các giá trị, mà các giá trị này được xếp đặt Irên đường cong A- B'

Ó nhiệt độ D ’ chất nóng cháy dang chãy ra có độ nhớt D" và nó là chất lỏng chảy

Ngược lại, ở nhiẹt dõ h' dộ nh()'t cìia cliàt nóiiíí chay dang chảy ra có thể bằng E" và E’",

nghĩa là chất nóng cháy luân theo phương trình Billgam Trong chất nóng chảy này có các tinh thể và có thê "làm tắc" lỗ iháo

Các chất nóng chảy cliảy ra lừ các lò bổn và dược gia công bằng phương pháp thổi đứng thành sợi thỉiy tinh, có đỏ nhớt công tác (làm việc) nằm trong giới han sau:

5 SỨC CẢNG BẾ MẶT CỦA CHÂT NÓNG CHẢY KHOÁNG

Mót irong lìliững chí tiêu cúa kliá nãng kéo các chất nóng chảy thành sợi là trị số tỷ lệ cùa đó cứng (Pa.s) lực nănẹ lượng tự do bề mặt của chúng, nghĩa là trên sức căng bề mặt (N/ni h;iy Din/cm)

Sức căng bề mặt ơ là công cần thiết phải tiêu tốn đê’ tạo nên một đơn vị bề mặt mới trong mặt phẳng phân cách oiữa hai pha ở nhiệt độ không đổi

17

Lực của sức căng bề mặt ảnh hưởiig rõ rệt đến quá trình tạo thành sợi lừ cliát nóim chảy khoáng, v ề cơ bản với tác động của nó liên qiiai với hiện tượng lạo (hành các ''cục vón" (dầu ruổi) trong sản xuất bông khoáng và thủy tinh Với ĩiiột vài trị số nào dó của

độ nhớt và sức căng bề mặt bắt đầu xuất hiện sự cân bằng và sau đó xuất hiện trạii” ihái,

ở đó lực nội ma sát đủ lớn so với lực của năng lượim tư (io của bé mật, kết quá là các lưc này không có khả năng kéo đứt các tia, ỉàm biến dí> j á c hạl chất nÓHíi chảy và cuối cùng biến chúng thành các "đầu ruồi"

Ọuan hệ hai chiều ấy giữa độ nhót của chất nóng chay và !ực nãng lượnụ tự do có ihê

dễ dàng chứng minh bằng thí nghiệm sau đây:

Nếu ta treo sợi rồi neo chắc đầu trên của nó và đốt nón s đến nhiệt độ cao hciìi mà vậi chất ciia sợi ở troiig trạng thái nhớt, và thấp hoii ở trạiiíi thái dẻo, tliì khi cho một lực kéo tác dụng lên sợi trong 1 - 2 giờ, la có thê quan sát được độ 2 Ìãn dài của sựi phụ thuộc vào trị số của lực kéo, hoặc khôiig có sự biến dạng nào, hoặc thây sợi co lại Khi biêì dược lực, mà với lực đó không có biến dạng, ta có thê xác định được sức câng bé mặl (N/ni) theo công thức:

- Đối với chất thủy tinh nóng chảy (theo A A Appen):

ơ = (290acị|O2 + 580a^|2(j, + + 520a,v,ị,o + 470ap^,(, +

+ 390a„,„, + 490af^„, + 2 95a^ „„ + 490a„5p,.„, + 2 5 0 a „ „ y

(‘'siOi + ^AhO^ + ^'CaO ‘'.MgO + + ‘'.\lnO +

‘*0,5F c ^()3 + ‘‘T i O t ) ’

- Đối với xỉ (với sự điều chính của S.I.Popel):

ơ = (400a<ịjQ^ +720a^^i^(,^ +520a(-V|(j +530a^j„,j +590a;^i„(, -1-

+ 590ap^,,(), + 595af,:.,^o + 590a^,„^, + 590aj,^.^) + - ^ O O a p ^ , + 245a^,,,,) j /

^^-\Ỉ2Í) 3 "*C;iO ^VmiiO "M-cO ^

T r o i i e đ ó ; v v - h à n i l ư ự n g c ủ a s i l í c o x ý l , n h o m o x v l \ à c u a c á c ò \ ý i

khác, mol, 9r

Đc chuyển từ ihco khôi lưone sang phân tử lượns có thể dùng các phươiig trình sau irong báng 1.4.

(khối lượim, 1 0 0 )

Số niol, %

-khối lươim phân tử

Bánịỉ 1.4 Khối lượng phàn íứ cúa một sô ỏxýt và sò mol, % trong 1%

cúa các ò \v t âv trong chất nóng chảy

Trong một số trưòng hợp xỉ của các lò gang cũng có thê’ dùng làni nguyên liệu dc sán xuất bông khoáng Trong xỉ lò cao thường có các điỏxýt, fcualit (Ca0 Mg0 2 Si0 2 - Ca(FcMn)0.2Si0-,), anortid, Psepđôvôlastônit (a CaSiO^) San lượng của xi lò uang thườiìg biến động từ 5 đến 11% khối lượng gang Tliành phần hóa của một sô' xi lò gang (% khối lượng): SiOọ là 48,82 (40,1); AI2O3 là 19,2 (17,4); Fc.O, là 4,3 (4,3); CaO lĩi

1 9 , 2 ( 3 1 , 6 ) ; M g O l à 3 , 9 6 ( 3 , 6 1 ) ; s l à 0 , 2 4 ( 0 , 1 8 )

Xỉ của công nghiệp sản xuất niken, đồng - niken, thiếc, chì và bạc (báng 1.6 trong râì nhiểu công tnnh nghiên cứu đã chứng minh được rằng, các loại xí này dùng để sán xuất bông khoáng được

Độ chảy của nhiều loại xỉ hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu kỹ thiiạt Tlií dụ, theo kếl quá nghiên cứu của v v Verxinhin, độ nhóft của xi acid của lò luyện kẽm ở nhiệt dộ 1350°c, khoảng 0,5 - 0,8 Pa.s, của xỉ chì và đồng (theo số liệu của A.I Dilin) kliõng vượt quá: ở nhiệt độ 1 150°c khoảng 1,5 Pa.s, còn ở 12 50° c khoảng dưới 0,8Pa.s

Độ nhớt của xỉ niken (xí 5) (theo kết quả nghiên CỨLI của A.I Dilin): ở nhiệt dộ

I 3 0 0 ° c khoảng 1,05 -1,07 Pa.s; ở nhiệt độ 1275°c khoảng 1,32 - 2,1 P;i.s

Xỉ của công nghiệp sản xuất đồng rất quánh (ở nhiệt độ 1350°c khoáng ircn 20Pa.s), khi nung chúng trong các lò/^ứiTỉĩ để sản xuất bông khoáim phai diều chính lại cấp pliối của chúng nghiêng về phía tăng hàm lượng SìOt- Thành phđn khoánc của xi luvện kim mầu rất phức tạp

Xi của các lò máctanh được ghi trong bảng 1.6 Hàm lượnu SiO^ + AIịO, nong chúiií! khòng quá 40% Trị số của mỏđun axít Mị, biến độiiíí Ironi: khíiáne lừ 0,49 dèn 0,76

Báng 1.5 Thành phán hóa của một sò xi lò cao, % khỏi lưựng

Báng 1.6 Thành phần hóa của một số xi cúa cônịỊ tiịỉhiệp luvện kim mầu

1.4 1.5

Bảng 1.7 Thành phần hóa của một sò xi lò mác tanh, % khỏi lượng

Loại xỉ SÌO2 AI2O3 F e O F e2Ơ3 C a O M g O MnO TiO, Ì i SO3 J1' S iO + A I A

Cho thêm xỉ của các iò máctanli vào phối liệu được chế lạo từ xỉ lò cao h;iy từ klioiíim

mỏ, làm giảm độ nhói cứa các chất nóng chay có dươc từ các phối liệu Av cli ciána kế v;i (rong rất nhiều trường hợp làm tãng được năim siiâì cùa aổi Khi nấu troiiíỉ các lò điên và

lò hồn có thế dùng phối liệu hai cấu từ gồm xi lò iiKÍctanh và tro n h i ệ t diện (h;i) cấu tứ SiO-, khác) Tliàiih phần của xi lò máctaiih hoàn toàn ciưực bao quát bởi bicu dổ của hệ

FeO - MnO - SiOi, còn troim một số tnròiií: họp ricng biệt hàm lưựim CaO đạt đến \ 2 ‘/<

- bởi bicLi đổ của hệ CaO - FeO - SìOt.

Xi cúa công nghiệp sản xuất gốm sứ chứa khoanu 40 - 42^/< silic điòxýt \'à caiixi ỏxýt có Ihế dùng dế sản xuất bỏng khoáng sau khi cho thỗm phụ uia chua (tiií du, cál tro nhiệt diẹn).Nmrời t a d ù n g cốc p h i ê n thạch t r ộ n với í i ạ c h \ ư h a y x i l ò c ố c l u v ệ n u a n u đ ô s á n xLiât

bỏiiii khoáii” Hàm lirợim cúa nó Iroim phối liệu chiéni klioaim 71 - 7 5 ‘^/c còn lai

25 - 29^/í là các phụ gia c h u a kliác Bỏnií khoán” ihư diiỢc có M|^ = 1.25 - 1,69 và (CaO + AUO,) khoáiio 5 1, 8 - 56,6^/c theo khối lu'ọ'1 1 2

Biing 1.8 Thành phần hóa của cốc phiến thạch

Đc chế tạo bòng khoáiiạ từ tro với hàm lượng silic điôxýt và nhôm ôxýt trong klioảng rộng (lừ 40 dcn 75%) người ta dùng lò điện hồ quang

Khoánu tụ nhiên là nguyên liệu tốt d ù ng để sán xuất bỏng khoáng và thủy tinh (baní> 1.9) Từ các phối liệu chứa trong thành phần của nó khoáng mỏ không có tạp chất canxi cucbỏnal và manliccacbonal, ta có thể’ được chất nóng chảy với tiêu hao nhiệt lượng nhỏ

và với nãno suất cao cúa lò

Thí dụ, các đá phún xuất thuộc loại khoáng ấy, chúng có hàm lượng trung bình của silic di ỏxýt và nhôm ỏxýt (% tưong ímg); pêriđỏđít (45,07 và 5,75), piròskinít (46,93 và 6,37), gabrô (48,24 và 17,88), bazan (49,06 và 15,7), điabaz (50,48 và 15,34), điôrít (58,9 và 16,47), anđèzit (52, 59 và 17,31), granôđiôrit (65,01 và 15,94), đaxít (65,68 và 16,25), uraníl (70,18 và 14,47), liparít (72,8 và 13,49), Sienít (60,19 và 16,28), traxit (60.6K và 17,74), vòlatònít (52 và 0,7), cũng như thủy tinh núi lửa, hay các khoáng biến chấl (dá biến chấl)

IVons: rất nhiéu trường liợp đê sán xuất bông khoáng và bông thủy tinh người ta còn

d ù n s khoáng trầm tích, một nhón của chúng là khoáng đá vôi - sét - magiê

Troim báng 1.9 ghi các khoáng được dùng nhiều đế sản xuất bông khoáng

Nliiều khi người ta còn dùng phế thải của công nghiệp sản xuất gốm và siliccát để clio vao phối liệu đê sân xuất bòng khoáng Thí dụ, người ta dùng mảnh vỡ của gạch dỏ hay iiạcli silicát làm phối liệLi và cho ihêiii các cấLi tử axít và kiềm (xỉ lò niáctanh, đôlóniíl, đá vôi, v.v ) Nhiều khi người ta dã dùng mảnh vỡ của gạch đỏ, gạch silicát làm phụ "ia clio thêm vào xỉ lò cao để tăng hàm ỉượng của SìOt và AUO3 trong chất

n ó n s cliáy chê' tạo từ cliúng

23

Báng 1.9 Thành phần hóa cúa một sỏ khoáng mỏ dùng trong sản xuất bông khoáng và bông thủy tinh, % theo khỏi lượng

1.01

0,41 12.5 0,38 5,49 2,02 3,9 34.5 39,92 65,41

58 61,8 71,2 76,8 97 51,86 50,84

0,23 1,02 0,46 0,14 0,24 0,52 0,08 0,25 0,28 1,12 1.5 0,24 3,56 0,42 0,45 9,4 8,38 16,01

19,59 16,8

1 2 7 8,3 1,85 21,8 8.6

0,6 0,95 0,18 0,06 0,16

0,62 2.07 0,07

0,7

1,23 1,67 0,3

47

3,55 5

8,4 8.3 5.7 4.4 0,34 4.8 13

53.65 47,27 53,81 30.9 52,08 53.65 48,89 50 54.33 35.34 46,4 55,32 28,69 29,3 29,2

22

19,52 3,15

1.9 0,9 1 2 0,27 2,07 4,77

0,81 8,15 0,38 20.27 0,58

5,92 0,41 0,87 5,89 1,1 0,01 17,64 21.27 19,21 5,3 4.66 4,12

0,02

Ũ J9 0,31

4 3 J 45.8 37,47 44 43,6 46,46 44.04 22.8 26,27

7,43 6.4 3,9

5 7 0,3 8.5 14,2

Tliành phần của phối liệu (.!c s;tn xuất sợi thủy tinh: Tliàiih phần của cát thạch anh có

chứa các ôxýt tính bằng 9r: SiO^ là lừ 97 đến 99,5; TíOt là 0,07; AKO, là 0,03 - 0.8; Fe.O^ là 0,02 - 0,16; CaO là 0.01 - 0,19; MgO là dưới 0,18; N a o + K p là từ 0,008 đcn 0,21 và ni.k.n (mất khi nuns) từ 0,03 dến 0,36

Người ta clio anhyclritboríc B2C); vào tliông qua axít boríc (56,45% B-,0, và 43,55% nước) và bura CNaTB4 0 7 lOHiO), c h ấ t này chứa 36,5% axít boríc (BtO,), 16,2% nalri ỏxýt và 47,15% nước liay lính dổi r.i khòng chứa nirức: 30,7% N a ^ o và 69,3% Bi O vNgười ta cho nhôm ôxýl \ à c h ấ t I i ó i i g chảy thôiig qua nhỏm òxýl kliỏng I i g ậ n i nước

và imậm nước, cao lanh, sét dá bó tat và nêphêlin

Bảng I.IO Thành phần hóa của phế thái,

-Plienspát có loại đá vôi - naln liay planiỏclaz và kali- natri

Plagiôclaz là hỗn hợp vô định hình của triclin alhit NaAISi,Ox và aiiortil CaAl2Si,0 x, chúng tạo nên các tinh thc hỏn hựp ử bí t cứ tỷ lệ nào của các cấu tir ấy Trong chúng có chứa ortoclaz (KAISì^Oị.)

Nêphclin NaAISi0 4 là dá p h ú n xuất, trons nó có nhiều ỏxýt kiổin so với nhôm ỏxýl Trong nó có KAISÌO4 Tliành phần lióa của bìm Iiêpliclin (9r); SiO-, là 29,9; PcoO^ là 2,72; A U O3 là 3,45; CaO là 56.74; N;i2 0 là 2,2 và m.k.n là 3,05 Sán phẩm đã dược làm

giầii và ííia công các quăníi anorlít-nêphclin có chứa (%): SÌO2 là 43,4; TìOt là 0,31;

A l o , l à 2 9 , 1 8 ; P c o , l à 2,69; CaO l à 1 1 2 ; M g O l à 1,58; K o l à 7,02; N a o là 1 2 , 6 5 ;

SO3 là 0,36; ni.k.n là 1.42

Người ta clio Ii al ri òxýl v à o i h à i i h p h ầ n c ủ a phối l i ệ u thõng qua nalri sLilfát và s ò d a

Natri sLiirát có loại tự nhicn \'à n h â i i tạo Natri s L i l f á t tự nhicn thirừií: gập duứi claim

Iiìịrôbilíl Nạsọ, l U l i p lèiiaidil NạS0 4 và actrakhanít NaSƠ4 MgS0 4 2 H 0 Từ 100 phấn theo khối luoìm cua Na-,S0 4 thì có 4 Ĩ J % là NíuỌNíuSÔ tham gia vào thành phần cùa chất nóim cháy, nổ nóĩm cháy o’ lìhiệt độ S 84 °c mà khỏiig bị phân 2 Ìải và bị phân giải

ữ nliiẹi clộ 1200 - 122()^c Ngiròi ta phục liỏi lìalri siilíát báng cách cho ihêm vào phối liệu 6,5Vf và hơn nữa các bon

sỏ đ a NiuSO;, \ à sỏđa tinh tlic NạCO;, lOH^Ọ Neười la thiròìm dùng sòđa dưới dạng

muối dạim bổl traim lan Ironii nước chứa N â o và 41,5%

COt-Nuuời la cho K^o vào tlìànlì pliấn cúa phối liệu thỏiie qua bổ tạt (kali cacbônát) và kaliiìiiưrat Đc cho troim ihíiv linh có 1 phấn K->0 theo khối lượnỵ cán phải cho vào một lượng biinu 1,47 phấn khối Urợnu hỏ tạt

Nuoài ra, troim tliàiìh phán cua phối liệu CÒIÌ có ĩhc có: đá phấn (CaC0 3 ) , đòlòmít (CaCÔ- MuCOO \'à Ịìlìồiìì ỏxýị

Nmrời ta chế lạo bỏii” lliiìv iinlì từ các chất nóim chíiv Iiià thành phan hóa học của nó dược laV nhu’ sau:

(ỉ) Khi r/ìòi tlìUỉììị (lừìì'^ l)i)ỉì^ hoi mí'ức ÌUỈV khỏ/lí^ khí ự/i theo khối lượng); 49,6 - 64,1

SiO->; 55,9 " 64,3 (SìOt + AI-,()/): 6 -17,4 NâO; U,(S - 3,5 BnỘ Một trong các cấp phối

do B pỏlik dira ra (0 tlico kliòi lươnu): SiỌ: 38.5; A l O v 4,3; B o : 1,5; CaO: 18; Mi^O: 6 ; NihO: 1 I,?; 1'C,()3: 0.2 - f),5 ở niột Iihà máy kính tliànli phần lìóa ci’ia khối

thủy linh ỢÁ theo trong lương): 39SÌỌ; 14,4 CaO; S,9MgO và 15,6 N a P ;

ÒC Bảng 1.12 Thành phần hóa cua bỏng khoáng được sản xuất ở một sô nhà máy với

chỉ dẫn lượng dùng cốc để có được bỏng khoáng

Cho 1m^

bỏng

Cho 1T bông

Giới hạn trên của quá trinh kết tinh

Của chất nóng chảy ổang chảy

!)) Với phiỉơnỵ I)liái) thổi /v tâm {% theo khối lượng); 62,5SìOt; 7,5 (AUO-Ị+ Pê o,);

s i ụ ) , ; 9,5 (CaO + MgO) và 16 ( N a o + K2O)

NíZoài ra, ihành phần hóa của khối thủy tinh nóng chảy dùng để sản xuất sợi thủy tinh bần<z phương pháp thổi hay phương pháp quay ly tâm được ghi trong bảng 1.2 Trong bảne 1 1 1 ghi số liệu về lưcmg dùng nguyên liệu để sản xuất bông thuỷ tinh cách nhiệt.Kliác với thành phần hóa của chất nóng chảy để sản xuất sợi thủy tinh có chứa các ôxýt kiềm, và trong một số trường hc;p có BaoÔ, được hạn ch ế bởi 3 - 5 công thức pha chế, còn thành phần hóa của các chất nóng cháy để sản xuất bông khoáng rất đa dạng (báng 1.1 2 và xem hình 1.3)

Loại Irừ bônq khoáng chịu nhiệt và chịu lửa (một vài cấp phối đã được ghi trong bángỊI3), hàm lượng của SìOt Irong chất nóng chảy có thể biến động trong khoảng từ 37,3 đến 53,2%, của nhôm ỏxýt từ 4,6 đến 19%, còn (SiOi + A1^0 3 ) - từ 41,4 đến 61,9% Khi nung nóng cháy ptiối liệu (tro nhiệt điện, bazan và các cấp phối của hãng "Silan" trong

lò điện hay lò bồn người ta kiếm tra khả năng sử dụng các chất nóng chảy có chứa (%): SiO,; 39,26 - 56,4; A I O3: 9,01 - 27,65 và SiÔ + A ụ O v 51,71 - 6 8 , 29

Bằne phân tícli cấu trúc r ơng hen người ta đã xác định được rằng, trong các chất nóng cháy, dược chê' tạo từ xí lò cao kh ô n g có phụ gia và có phụ gia granít, cát, Iiìảnh vỡ của gạch dó, v.v , và cũ ng nh ư trong các chất nó n g ch ảy từ hỗn hợp dólổmít với sỏi và đ òl ôm ít với gạch đỏ vỡ có chứa ( A K O3+ S ìOt) ; 49 ,6 -5 5 ,3 1 % -55,5 - 5 3 ,8 9 % sau 10 phút giữ ử nhiệt dộ 1300, 1200, 1 100, 1000 và 9 0 0 ° c trong các cliấl nóng chảy này, niêlilít được kết tinh - đ ó là d u n g dịch rắn của gêlênít (2CaỌ

AItỘ SìOt) và ôk êr m an ít (2CaỌ MgỌ 2 SìOt), trong một số trường hợp xuất hiện (X - vôlastônít (dạng thù hình của vôlastonít a - C a 0 2 S i 0 - , ( C a 0 S i 0 T ) , điôpxít (C’a 0 M g 0 2 S i 0 T ) và rankiníl ( 3 C a 0 2 S i0 T )

lYong các chất nóng chảy từ điabaz các chất điôpsit và thạch anh (SìOt) kết linh, còn trong các chất nóng chảy để sán xuất bông cao lanh nhiệt độ cao- mulít {3 A U O3 2SìOt) liay 2 Al2 0 3 SiOo) và kôranhđôn ( A ^ o , ) Phân tích rơnghen khôngcho phép đánh giá vổ

sư có mật hay vắng mặt của m ầ m tinh thế của thủy tinh Đê’ phát hiện sự khác nhau ấy, pliái dùng kính hicn vi hằim cách xem xét tiêu bản trong ánh sáng phân cực, theo góc tắt lụi và nluiộm mầu của ánh sáng Trong thủy tinh giao thoa mạnh xuất hiện màu đỏ, còn (rong thúy tinh oiao thoa yếu - màu xanh

Trong các chất nóng cháy có chứa sắt có thể có tinh thể của íerỏmôntichelít (CaỌ FeỌ SìOt), íaialít (2FcỌ SìOt) và các khoáng chất có sắt khác

Tron>ỉ ha/.an và điabaz nóng chảy xuất hiện các tinh thể plagiôclaz, pirôcen loại apgít

|(^a (Mẹ Fẹ Al) Al Si|oO(, và nianhctít (Fe3 0 4 ) Như ta dã biết, pla"iôclaz là sêri liên lục cua dunu clịcli rãn của iiiìbít (Ab - NaiỌ A1 2 0 3.6 Sì0 t) vù anortít (An-CaỌAlnỘlSiOT)

29

Tro của cốc làm tãng hàm lượng masiô hai ôxýt do làm giảm FeO, CaO và MoO Khi đốt cháy hết 100 kg cốc cho thêm vào chất nóng chảy khoảng 5,1 kg SiO^; 3,32kg

A I O3; 1,06 kg FcO; 0,7 kg CaO và 0,1 kg MgO

3 TÍNH CẤP PHỐI CỦA PHỐl LIỆU KHI NUNG CHẢY NÓ TRONG LÒ ĐÚNG

Phương pháp chung đê tính toán cấp phối của phối liệu khoáng nung nóng chảy trong

lò đứng với phux ng pháp thối nguội, là xác định hàm lượng các cấu tử của phối liệu với tính toán thế nào đó, để cho M| của chất nónsĩ chảy Ihii được từ nó không nhỏ hơn 1,2, nghĩa là:

( , 8 ,

CaO + MgOTrong đó:

SiOo, AI2O3, CaO và MgO - hàíTi lượng của chúng tính bằng % theo khối lượng troiig

chất nóng chảy cuối cùng

Cũng có thế xác định tlìành phần của phối liệu (bằng phấn) đặc biệt các phối liệu chứa > 2 cấu tứ, ihco tổng hàm lượng của SiO-, và A U O3 trong chất nóng chây, bằng cách áp dụng các còng thức:

Khi nung nóng cháy xi lò cao, trong đó có phụ gia từ 51 đến 56;

Khi nung nóim cháy xí gang và xỉ niken, cũng như tro nhiệt diện đến 58;Khi nung nóng cháy khoáng mỏ với gabrô - điabaz và điaba/ từ 48 đến 50; Khi nung nóng chảy đá phún xuất từ 53 đến 57, còn khi với hàm lượno trên 3%

N a 0 + K 0 đ ế n 6 1 ;

Klii mins 1 1 0 1 1 0 cháy đá phiến tliạch hay khoáng cliáy với tỉạch vỡ từ 54 dcìi 56; Klii nunc nóng chay xí lò cao với «abrô dến 46

Nóng chảy

í

)

IvNIỈSPẴSB 1

"Koavuỉ Babcoc

nd Bilcoc Companí"

Các cấu tử thuộc loại khó nóng chảy có nhiệt độ ở trạng thái nóng chảy lỏng cao hơn

4 0 0 ° c thì cao hơn 1650°c

Nh ỏ m ô x ý t trong chất lỏng chảy có thể chiếm từ 3,5 đến 19%, còn trong bông vôlastôniì có thể có và cũng có thể không Trong mỗi trường hợp sau khi tính toán theo biểu đồ (izocoiTi) (xem hình 1.2), thì phải xác định xem chất nóng chảy có thành phần hóa học đã được tính toán sẽ có độ nhớt là bao nhiêu và nó có vượt quá các giá trị sau: ở nhiệt độ 1350°c là 0,4 - 1,7 Pa.s, còn ở nhiệt độ 1400°c là 0,3 - 1,2 Pa.s Tliêni vào đó, cần nhấn mạnh rằng, giảm độ nhớt từ 1,7 xuống 1,2 Pa.s công suất của nồi nấu tăng lên 10%, từ 1,5 xuống 1,36 Pa.s - tăng 12% v.v TỐI hơn hết là lựa chọn cấp phối với trị sô của độ nhói của chất nóng chảy bằng IPa.s

Trong trường hợp, khi một trong các cấu tử nguyên liệu, thườiig chúng thuộc loại khó nóng chảy, có chứa SìOt +AUO3 + F e i0 3 + FO < 25% so với vật chất đã nóng chảy, ihì cấp phối đã được lựa chọn của phối liệu nhiều cấu tử được vê viên, thiràig dược kiểm Ira theo công thức:

0 =(l-Ba)-Yk

< 0 , 3 6

Trong đó;

0 - tỷ số thể tích của chất nóng chảy có được từ cấu tử khó nóng chảy trên thc tích của chất nóng chảy - chất hòa tan có được khi nung nóng chảy cấu tử nguyên liệu dễ nóng chảy;

Ỵj và Ỵ|^ - trị số của mật đ ộ của các chất nóng chả y ấy.

Dưới đây cho các số liệu quan hệ giữa mật độ của các chất nóng chay với niôđun axíl của nó

Mật độ của chất nóng

Như vậy, cấp phối của phối liệu được tính toán sơ bộ theo trình tự sau:

a) Xác định thành phần hóa của các cấu tử nguyên liệu;

b) Tính toán hàm lượng cần thiết của mỗi một trong các cấu tử trong phối liệu theo các công thức 1.9 và I.IO);

c) Xác định môđun axít của chất nóng chảy dự kiến theo công thức (1.8), nếu như nó nhỏ hcfn 1 , 2 thì tăng thể tích của cấu lử axít và nhôm ôxýt trong phối liệu lên;

d) Xác định trị số của 0 theo công thức I.I l, nếu nó lớn hơn 0,36 thì tăng hàm lượng của cấu tử axít trong phối liệu lên;

c) Tínli toán lượng cốc và nguyên liệu cho một mẻ nấu và tiến hành nấu thí nghiệm

trong lò, trong khi đ ó điều chỉnh cấp phối của phối liệu, kiểm tra lại năng suất của lò,

lượng dùng nhiên liệu cho một đơn vị sán phẩm (tỷ mức tiêu hao nhiên liệu) và chế độ còna rmhệ nung Uivện Kích thước của các cục cốc lấy bằng 40 -100 hay 40 - 150mm cho cấu tư khó nóng chảy và 20 - 40 hay 40 - 60 mm cho cấu tử dễ chảy

Khi nung nóng chay phối liệu dể sản xuất bông khoáng trong lò bồn hay sử dụng xí chịu lứa lỏim, người ta chi tính toán cấp phối của chất nóng chảy theo các công thức 1.9

va 1.10, sau khi lấy hàm lượng SiO, + A ụ o , = 63%

u) Bóng klioáne tlui được phải thỏa mãn yêu cầu của QPNN, cũng như các yêu cầu liên quan đến mầu sắc của bông

4 TÍNH TOÁN CẤP PHỐl PHỐl LIỆL THỦY TINH KHI NUNG NÓ TRONG

LÒ BỚN VÀ LÒ BỔN ĐIỆN

Khi tính loán phối liệu nung luyện trong lò bồn buộc phải tính toán thời gian nó bị lưu giữ trong nồi, cũng như sự cần Ihiết để có được chất nóng chảy với độ nhớt tương đối thấp (0 , 2 - IPa.s), ihì quá trình nóng chảy của phối liệu trong lò bồn và đặc biệt trong lò diện phái kéo dài hơn, còn độ nhớt của chất nóng chảy cao hơn 5 - lOPa.s Cho nên người ta tính toán cấp phối của phối liệu nung luyện trong lò bồn theo cách khác Người

ta lính loán nó với íĩiả thiết rằng, thủy tinh chỉ được tạo thành từ các ôxýt, có chứa không nhicu các thành phần dỗ bay, còn các anhyđrít của các axít và nước bốc hơi hết hoàn toàii, do kết quả của phân giải nhiệt Nhimg trong trường hợp này phải tính đến sự bay hơi của các ôxýt, trong quá trình nung, nó chiếm khoảng (tính theo %): B2O5: 15; PbO ; 1,4; ZnO ; 4; K , 0 : 5; N a , 0 3,2; F' 30

Ví dụ, tính toán thực tế phối liệu theo thành phần hóa đã cho trước của sợi thủy tinh được dẫn ra dưới đày

lỉài tập Yêu cầu tính phối liệu để có được sợi thủy tinh có thành phần sau đây (%) SiO, 58,5; AI3O3 4,5; B A 1>5; CaO 18; MgO 6 và N a o 11,5 Thanh phần hoa của nguyên liệu ỉíhi trong bảng 1.14

Bảng 1.14 Thành phần hóa của nguyên liệu

đè sản xuất sợi thủy tinh, % khối lưọTig

33

Ta ký hiệu cát - qua X, đôlômít - qua y, n hô m ôxýt kỹ thuật - qua z, sôđa- qua t, đá phấn - qua q, borat kỹ thuật - qua /, ta lập sáu phương trình (theo số các ôxýt có trongsợi thủy tinh) với điều kiện là trong 100 phần khối lượng thủy tinh hàm lượng SÌO2 phảichiếm 58,5% và trong trường hợp này phương trình đối với SÌO2 có tính đến số liộu cho trong bảng 1.14, có dạng:

58.5 = 0,9895x + 0 , 0 14q + 0,032y + 0,004z + 0,001/

tưofng ứiig với hàm lượng của các ôxýt khác ta lập phưcmg trình cho AI3O3

4.5 = 0,0064x + 0,257y + 0,979zCho B^O,:

Chương 3

CHÊ TẠO CÁC CHẤT NÓNG CHẢY KHOÁNG

1 ĐẶC TÍNH KỸ T H U Ậ T CỦA CÁC N ổ l NÂU T H ỦY TINH

Người ta nung các chất khoáng nóng chảy trong các nồi với nhiều kiểu kết cấu khác nhau Khi so sánh các số liệu trung bình và cực đại về sản lượng chất nóng chảy, thu được từ I m ' đáy của các nồi, làm việc với không khí không đốt nóng, do các nhà máy

c u a Nga c h ế tạo người ta nhận thấy rằng, hầu hết các nồi đều kh ông được sử dụng hết côníí sLiiít thiết kế Cho nên tại một hội nghị khoa học về vấn đề hoàn thiện các nồi nấu thiủy tinh, người ta đã đưa ra các khuyến cáo về việc mòđel hóa căn bản các nồi nấu thủy tinih hiện hành sau đây:

a) Tliay các quạt gió bằng hệ thống thổi không khí với áp lực của nó không dưới

0, 1 MPa ( lOOOrnm cột nước);

b) Lãp đặt trôn tuyến khí thải thiết bị lọc bụi hiệu quả cao và thiết bị đốt cháy hết cácbon ỏxýt;

c) Trang bị các thiết bị nạp liệu hoàn thiện hofn nhằm mục đích đạt được sự phân bố đ(5ng đều phối liệu trên mặt cắt của nồi

Bảng 1.15 Sản lượng chất nóng chảy từ Im^ đáy lò

Sản lượng chất nóng chảy

kg/(m^giờ)

1 0 0 0 - 1 0 7 0 (0,78 -0 ,80)

C ự c dại khi nung nóng chảy:

-d) Đổi mới tổ chức công đoạn gia công phối liệu của các phân xưởng nấu thủy tinh,

đ ế đám báo cho việc tạo viêii nguyên liệu với đường kính 2 0 - 80mm;

c) Lăp đặl các thiết bị kiểm tra đo lưòng và điều chính đê’ kiêm tra và ổn định lượng cliàng cốc và không khí, kiểm tra nhiệt độ của khí thải, điều chỉnh nhiệt độ của không khí

35

đã được đốt nóng ở sau thiết bị làm nóng không khí, phân tích hóa học sản phám cháy,

ổn định mức nạp phối liệu;

0) Sử dụng phương pháp làm imuội bốc hơi;

h) Duy trì lượng phôi liệu trong quá trình làm việc của lò không dưới độ cao 4m từ trục của các ống thổi khí ở dãy dưới đến cửa sổ ở mức đầy;

1) Cấp đồng đểu không khí vào mỗi một ống thổi khí

lỉảnịỊ 1.16 Đặc tính kỹ thuật cúa lò

Đường kính trong của ló, mm

làm nguội bay hơi

thống làm nguội bay hơi

Đường kính trong, mm:

Chiếu cao làm việc tính từ đáy đến mép

Chiếu cao của nồi lỏ, từ đáy dến tâm của

Đường kính của õng thổi, mm:

i

-' Khối lương nước chảy qua ảo nước, m^/giở:

Với nước cứng và nhiệt đỏ của nước

Làm nguội do bay hơi:

Áp lực làm việc MPa

Còng suấí hơi, kg/giờ

Áp suất cực đại của khòng khí trong

các ống thổi MPa (mm cột nước)

Lượng dùng không khí cực đại, m^/giờ

_ _ _ 1

0.5 3000

1- h ộ pliậii d ậ p lát lia lửa; 2* ố n g c ụ t dủ’ lấy b ụ i ra;

3- õ n g ; 4 - h ộ p h ậ n luip li ệu; 5 - lìỏiì ( c ỉ i ỏ p ) d ư ợ c l à m

n g u ộ i h ằ i ì g kliỏMg k l i í đ ể rải p h ố i l iệu ( ở d ư ớ i c ó ố n g

k i n i loại hàii d ư t m g k í n h 60U - HOOinm v à dài

k h í CLRI clãy (iiìmg) c h í n h ( ố n g tỉiối k h ô n g k h í c u a

i i à n g I h ứ hai đôi khi đ ư ợ c đ ặ l t h e o Irục đ ứ i i g c ủ a h à n g

tli ứ nlì ấl ); 13 - pliồu đ ế c ấ p liỌu; C K - l ớp n g u y ê n li ệu;

P K K - l ớp c ố c dư ớ i

Thối khỏng khi vào

Phần liìiih côn của vùng đốt trước - bằng gạch sa mốt - hỗn hợp cácboii, còn phần hình trụ - bằng các blốc saniốt - cácbon đặc biệt hay bằng gạch samốt A Tliân lò và ống (các dơn nguyên: gối tựa, phần trên và phần dập tia lửa) ốp bằng vật liệu cách nhiệt chịu nliiệt, còn ở những chỗ chịu mài mòn mạnh của vật liệu phối liệu - bằng các viên phân

37

bằng gang chịu nhiệt, còn khe hở được chèn đầy bằnỉỉ vữa chịu lửa Tronu moi trirờim họp các khe hở phải được lâp đầy.

Việc lựa chọn đúng đắn không khí để cấp vào các ốim thổi khí cứa lò có ý nghĩa râì lớn để đảm bảo cho nó làm việc bình ihường Lượng không khí yêu cầu cấp vào lính cho liTì" diện tích mặt cắt ngang của lò không dưới 70 - 120mVphút Với độ đàn hổi cùa không khí 0,006 - 0,01 MPa (600 - lOOOmm cột nước) và hơn nữa Trong I i h ử n e nãiiì gấn đây để cấp không khí cho các l ò nấu ihủy tinh người ta không dùiìỉi quạt áp lực cao nữa, mà dùng tlìiết bị thổi không khí đê tăng ấp lực của khòng khí cấp vào và tăng khối lượng của nó

Dựa trên kinh nghiệm đã tích lũy được trong sàn xurít, đc cấp khòni: khí vào các ống thối của lò vói đường kính 1250, 1400mni và hơn nữa, ngưừi la dùim các thiết bị thói klií đirợc ghi trong bảng 1.17

Bảng L17 Đặc tính cua thiết bị thổi khòn^ khí

Đ ế dừng lò người ta tắt quạt thổi k h ò n g khí bầni’ c ách đ ó n g van của các ỐIIU thổi

khỏng khí Đ ể Iránh gây nổ khi m ờ đáy lò ở dưới lò không được có nước

Tất cá các lò được cơ giới hóa và tự động hóa Trong một số lò người ta CÒIÌ thicì kc thiết bị trộn phối liệu Sau đó phối liệu được đưa từ bunkcr chứa tới ináy nâng gau bằng bãng tải Máy nang gầu cấp phối liệu vào bunker phan phối

Từ bunkcr xuống cân tự động, phối liệu được đưa xuôìm bãng tải nhờ máng runs VÌI

n h ờ băiìg tải vào bunker và hệ t hốn g phễu nạp liệu bằ ng hai van hìnli nón Cấc nón CLUI

van lìiở tự động theo tín hiệu của rơle chỉ mức bằng phóng xạ

Nhiệt độ của khí thải được đo bằng cặp nhiột điện với d ụ n ^ cụ do điện ihế íự dộiiu.

Nhiệt độ của nước tronc áo nước bằiiíí nhiộl kế diện trở được szhi hầntz cau điện lử.c o cNMiiộl lượnỵ của nước làiiì nguội được ổn định ỉiliờ các ỐIIC ỉruycn Iihict, cluiiìi^ iư clỏỉìg

ha)' mớ phụ íhiiộc vào nlìiệt dt) nhờ các cònu tác điẹiì cua nlìiệl kc lĩoiìu hệ ihổui: hổi

lưu kín

Nhiẹl đ ọ của chất n óiie cl ìá\ được đ o ba ne plìỏỊocIiỏì (điõì c|Lianu lioc) lìó là nliạ\'

c á m đ i ệ n k h i b ị c h i c u s á i m N m r ờ i l a t l ì i r ừ n g XLIVCII d o l ì h i ệ t c l ộ c ủ a c ỉ i à ì n ó i m c l i a y bãn^'

lìhiệl kô biìv xạ nhịộl \ à quaiiu h ọc \ ’à ba^^ phưo'im pháp cỊLKinu cliộn- Kêl qiKi do \ườuii

sai lệch r ã ì Íí so vỏi nlìiộl ‘.-lô íliực imav cá khi klìỏim c ỏ \'ỏ hoc irtìim clòim chai IIỎIIL’ cliav \'à liciì cló c ó bui c ố c háiiì.

Độ chínlì xác của việc đo nhiệt độ bằng cặp

nhiệí điện, ư cạp nlìiệl điện này một sợi làm bằng

platin, còn sợi kia làm bằng hợp kim platin với

10%, rỏđi, c ó thô g i á m đi d o rôđi k h uế c h tán vào

ironu sợi platin làm ihay đối cường độ dòng điện

G'ic cặ p nhiệt điện làm từ hợp kim platin với 3 0 và

6 % ròđi chống lại sự khuếch tán tốt hơn Người ta

dùnịi cấc cặ p nhiệt đ iện này ở nhiệt đ ộ đến

180()°c Bén chác hơn là các nhiệt k ế tự ghi dùng

chất phóiiq xạ birc xạ chu ng

Đc ổn định nhiệl độ của nổi nấu, cũng như ở ổ

góp hay ở lò nhỏ trong quá trình - đíip (lò cao - lò

nồi bồn) người ta thực hiện theo sơ đồ tự động bằng

cách sau: tín hiệu của dòng điện một chiổLi từ cặp

nhiệt điện đi vào von k ế một điểm tự ghi Sau đó từ

bộ phạn nhạy cảm biến áp vi phân lắp trong von kế

tín hiệu được truyền sang bộ phạn điều chỉnh Bộ

phận dicư chính ihóng qua chìa khóa lựa chọn lác

dộng lên bổ phận phón<; thích (llìá) nam châm và

qua nó sang cơ cấu thực hiện của trục, cơ câu này

liẽn kết động với van đicii tiết của điện Irở nhỏ và

bằng cách thay đổi góc quay của nó, cấp nhiều hay

íì sas vào vòi dốt, phụ thuộc vào hướng ihay đổi của

Iihiệt dộ mìì duy irì sự ổn định của nó Vị trí của van

diéii liếl được kiểm tra nhờ bộ phận chí vị trí

Khoảng Iihiệl độ được điéu chỉnh 1250 - 1450°c

Mức của phối liệu trong lò nung (mức trên, giữa

và dưới) đươc k i ể m tra bằng cái chỉ mức đ ồ n g vị

p h ó n a xạ hai 2Ìó’i hạn lắp ráp từ c ấ c b l ố c c ủ a hệ tổ

liop ticu cíìuaiì hỏa củ a c á c roic d ổ im vị p h ó ng xạ

Niĩưòi ta c ũ n u cò n sử d ụ ng dụim cụ đ o mức đ ổ n g

vị phóiie xạ, theo tín hiệu của nó, nguyên liệu qua

hệ thỏnu b unker liếp nhận và trung RÌan nh ờ cân lự

dỏĩìg được nạp vào lò nung

Á p lực cứa k lìòng klìí thổi vào được k i ể m tra

ban-^ nìanỏiiiét vi phân hay m a n ỏ m é t m à n g với

1 1- ốnu, c ấ p khòi ì i ; khí ; 12 - ố i m t hổi k h ô n g

k h í đ ư ờ n g k í n h 50 - 8 0 m m ; 13 - c ũ t m thế, lOOmni ; 14- i n á n u ; 1 3 - ổ uỏỊ).

39

Lượng không khí thổi vào dưực kiếm tra bầim difnianômét kiếii DMK vứi ống Pitohay nhờ các ống đo áp lực Pito hay Prandle (theo áp lực động).

Để ổn định lượng dùng không khí neười ta sử dụng hộ thống điều chỉnh lự động, cổm nhạy cảm lượng dùng màng với difiiianômét, biến áp - vi phân ihứ cấp - bộ phận điéii chỉnh vận hành nhờ cơ cấu thực hiện tác động lên van điéu tiết quay dặt Irên ống dẫn khí, dẫn không khí vào vành đai thổi khí

Đê điều khiển tự động lò nung, người ta sử dụne hệ thống có ba kênh: ớ kênh thú nhất thực hiện việc ổn định tự động nước làm nguội, ở cưa ra của áo nước, troim kciih thứ hai tự động tìm điếm cực đại của nhiệt độ và duy trì nó ở mức ấy, còn troim kênlì lliú

ba - ổn định trị số đã định của năng suâì lò theo chương liình

Để điều chỉnh nhiệt độ của chất nóng cháy người ta diều chinh sự ổn định của lưựiigdùng không khí và điều chỉnh tự dộiig mức của chất nóng cháy trong lò cãn cứ vào nliiệl

độ nóng chảy của nó (bằng hệ thống hai khung) Điểu chính tự động niức "lượng dìiiig

k h ô n g k hí - nhiệt đ ộ c ủ a chất n ó n g cháy" dược thực hi ện bằng b ộ p hậ n diều c h i n h Iiliiệt

độ, chúng làm việc đổng thời vứi các dụng cụ dược trang bị các bộ phận khuếch dại.Nãng suất của lò dược xác định bằng cách xác dịiih định kỳ liru lượng theo tliừi gian

đổ đầy chất nóng chảy vào cầu định cữ, đo và ghi lại bề dày của lớp chất nóng cháy bằng nhạy cảm cảm ứng, lõi CỈUI nó dượe lắp ircn nhạy cảm được lòn chặi của biiổnu lắng sợi Năng suất của lò nung có thê’ gián tiếp đánh giá theo lần số Iiạp !iệii của các gấu nâng được càn đong chính xác Ihco khối lưcmg

Người ta xác định tỷ tiêu hao cốc bằng lý sô' lưọng dùng theo giờ trên lượng chấl lìóng chảy chảy ra

n i ự c chất của việc điều khiển tự động quá liình nóng chảy của phối liệu khoáng trong

lò là duy tiì các thông số cơ bản của quá liình nóng chảy ở mức công imhệ đã định

Thông số cơ bản ở đầu ra là nãng suất của lò nung và nliiệt độ của chất nóng chay

ch ảy ra c ó líiih đến lượiig dìiiig cốc, m ặ c dù vẫn phải chú ý đến phần chưa ch áy hêì của

cốc Các yếu tố cơ bản ánh hưởng đến năng suất của lò nung, cũng như sự cháy hết của cốc - đó là độ nhớt và cườim độ tạo nên chít nóng chảy, chúng là hàm của các biến

số sau:

1) Tliành phẩn hóa của chất nóng cliảy;

2) Thành phần k h oá ng của pliối liệu;

3) Nhi ệt độ n ón g c há y 1ỎI12 của chất nóng chày (t,|) và sự c há y của cốc kliối

lượng (K) và áp lực (độ dàn hồi) cùa kliỏno khí dược thối vào các vòi (P^,);

4) Tliành phần hạt của c ốc và nliiệt lương tliấp nhâì khi cháy của nó Q I,;

5) Nỉiiệí iiroìiL’ l Ọ (iêu tốn dể tách ám ra khơi phối liệu, dốt nóii” và phuc liổi sắi và nun'j noii" cháy, Irừcii Iiliict liroìm lao lỉiành tinii thó và nliiệl lirựiií: J o phôi liẹu maim \ ào;

6) T ổ n thất nhiệt do nước ỉàni IÌ2UỘÌ l i on u khoang khô ng ờ bên ngoài Ọ", đế phân giai hơi nước trong quá Irình ilìổi, tổn thất cùim với khí thải, hơi nước và bụi, trừ đi nhiệt CỈUIV4 CLia k h ò n g khí ihổi vào Ọ';

7) Cliiều c a o cua col phối liệu;

8) Kc’t cấu va kích ihirớc của ốnu thơi;

9) Đ ư ò n g kính của lò;

10) Trạtii! thái cúa các càu tứ cua plìối liệu (cục, \'ièn).

Đc bù Irừ nhũne nhicu <zà\ nên do sự thay dối ihàiih phán hóa và hạt của phối liệu,

ânlì hirớiìg d ến nănu sLỉát cua lò và Iihiệt độ của chấí nóim ch á y, tronu hộ thống điều khicii người ta láp cấc hẹ thốnu dé tư d ộn g lìm kic"m CÍÍC tác đ ộ n g cần điểu khiển, đám báo c á c Irị s ố cực trị cua ihani s ố được điều khicn.

Nhiệt độ của châì nóim chảy dược đo bàng các phương phấp tiếp xúc và k h ông tiếp XIÌC, ơ phương pháp liếp xức lìgirời la d o nhiệl độ báng các cặp nhiệt điện đặt trong các

ố ng bào vệ làm bã ne mapliít silicát lìóa, đ ộ bcn ciia chứng chỉ k é o dài trong khoá ng 4- 5

g i ờ làin việc.

IVong phương plìáp khỏiig liêp XLÌC lìgiròi ía do nliiệt dộ của chất nóng chảy bằng

nlìicl k ế birc xạ 1'hưc chiít của plnayiìu pháp dưa íicn sự lăng cườníỉ đ ộ bức xạ của vạt thế đeii tiiyệl dôi khi lãiiu nlìiẹt dộ.

Nliiệl k ế bức xạ dược chia ra nhiệt kếl bức xa, xác clịnli được bức xạ toàn pliẩn (bức

x ạ l í c h p h à n ) c ủ a v ậ t í l i c v à I i h i ệ l k ế q u a n g h ọ c ( q i i a i m đ i ệ n , n i ầ u , v v ) , x á c đ ị n h b ứ c

xạ dưn sác

Tất cá các nliiệl kố này dưoc dặt ticn khoáng cách (),5in và hơn nữa đ o chuẩn chúng bằng llìiết bị quanu học dc dạt độ rõ rànc của hình ảiili cloạn tia, inà người ta đo nhiệt độ của nc) Đ c d o Iihìệl dỏ can phái c ó khoáng không giaii niứ của chất n ón g ch ảy không dưới 3 0 n i m , t heo dườiìg kíiili, mỏi lĩ irờng irong suốt, củng như đ ộ đ ổ n g nhất của bề mặt lììư cua clìâì nónu cháy íhco iiiầLi Nhiệt k ế quang diện c h o kết quả đ o tốt.

Lò d ùng d ế sán xuẩt bỏiig khoáníĩ là đối tượng của hệ thống nhiều quan hệ của việc

diều chính lự độne, iroíiii đòi iượim này các tliòng số điều chính liên quan với nhau và

sự thav dối của niỏl Iroim chiìnc kéo theo sự lliay đổi cúa các thông số khác Do có liên

quan ỵiữa các íliònu số, clio lìcn ĩihiẹni vu đu'ọ’c dăt ra là phai đảm bâo tính riông biệl của việc đicLi chiiih cua các ihỏim s ố l iciig biệl Nói riêng, n hi ệm vụ quan trọng là bù Irừ ảnh hườim của các tác dònu dẽn nliiệỉ đ ộ của chài nóim chay, nhữiiiĩ íác đ ộn g gây nên sự thay đổi lươnc dìine khỏiii: klìí thổi vào lò và nhữne íác độiig licn quan dếii lính clui kỳ của việc Iiạp liệu.

'rronu lìộ i ho n e dơn t u\ ci i bà pliãn clicu chinlì íác dòiiu kliỏnií Irưc licp IIKÌ llìõiìu t]Lia

c o ' c â u l l ì i i l ’ l i à n l i I c n ịiíơUỊi k l ì o i m k lií í! i ô i \ a í i T V d im lié i h ố i i i i lìa i t u y c n ULỉuừi l a c lìin e

41