72. Принципиальная технологическая схема получения химических волокон; основные методы формования химических волокон.

Волокна – это материалы, частички которых представляют собой гибкие и прочные тела с длиной многократно превыше р-ры поперечного сечения. Пригодные для изготовления пряжи и текстильных изделий. По происхождению волокна делят на:

Природные (растительного происхождения, животного, минерального)

Химические (искусственные, синтетические)

Искуственне – получают переработкой ВМС (целлюлозы,), т.е волокна получаются при переработке исходного природного в-ва, новое полимерное соединение сохраняющая свою хим-ую природу. К искусственным веществам относят вискозное, медноаммиачное, ацетоновое и т.д. полимер-полимер. Синтетические вещества – вырабатываются из синтетических полимеров мономер-полимер-волокно. К этой группе относят полиамидные волокна (нейлон, капрон), полиэфирнын (лавсан), полиакрилонитритные (нитрон). Хим-е волокна выпускают в виде мононитей, комплексных нитей, волокон соединяющих между собой скручиванием, штапельные (короткие, отрезки одиночных тонких волокон, предназначенных для получения пряжи 70% всех хим-х волокон) потребляется текстильной промышленностью.

Схема получения хим-х волокон.

Производство хим-х волокон состоит из 3 стадий:

1. приготовление прядильной массы – т.к. из твер-го полимера получить волокно не возможно, его растворяют в растворе (этанол, ацетон) или расплавляют (нагревают до Т выше Ттекучести). В итоге получают прядильную массу, которую очищают от ТВ примесей, путем фильтрования и от газов путем вакуумирования. В прядильную. Массу вводят добавки (красители. стабилизаторы).

2. формование волокна (прядение) – осуществляется на предельных машинах и заключается в продавливании прядильной массы ч/з мелкие отверстия в фильере. Далее волокно поступает в среду, где происходит затвердевание струйки полимеров и образование нити. В зависимости от природы полимера прядение ведут из р-ра или расплава. тончайшие нити прядильного р-ра отвердевают в осодительной ванне (способ мокрого фильтрования из р-ра) или затвердевают после испарения растворителя (способ сухого формования из раствора), или затвердевают на воздухе (способ формования из расплава). Сформованное волокно подвергается вытягиванию после чего наматывается на катушку.

3. отделка волокна – заключается в проведении хим-х и мех-х операций, которые подвергают нить с целью придания ей определенных св-в. отделка включает операции промывки для удаления остатка мономера и растворителя. Также операции сушки, окраски, замасливания и т.д.

73. Сравнительный анализ…..

Цемент — один из важнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляции и др.

Цемент представляет собой гидравлический вяжущий материал, главной составной частью которого являются силикаты и алюмосиликаты кальция, образовавшиеся при высокотемпературной обработке однородной смеси сырьевых материалов и доведенных до частичного или полного спекания. После смешения с водой и предварительного затвердевания на воздухе продолжает сохранять и наращивать прочность в воде.

В настоящее время изготавливается выше 30 видов цемента. Наиболее важное значение из них принадлежит портландцементу.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и гипса, а иногда и специальных добавок. Гипс добавляется для регулирования сроков схватывания цемента.

Клинкер – получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси. Состоит из известняка, глины и др. материалов.

Процесс получения портландцемента можно разделить на два этапа — приготовление клинкера и получение из клинкера портландцемента путем совместного помола его с гипсом, активными минеральными и другими добавками (если они используются).

Основная задача в производстве портландцемента — получение клинкера строго определенного минералогического состава, что зависит от состава и качества сырья, соотношения между компонентами, однородности сырьевой смеси, режима обжига и охлаждения клинкера. Получение клинкера — наиболее сложный и энергоемкий процесс, требующий больших капитальных и эксплуатационных затрат.

Сырьевая смесь для производства портландцементного клинкера должна содержать 75 – 78% кальциевого и 22 – 25% глинистого вещества , а также 2 – 4% оксида железа.

Существуют три способа производства портландцемента — мокрый, сухой и комбинированный.

Мокрый способ целесообразно применять, если в глине имеются посторонние примеси при значительных колебаниях химического состава сырья и его высокой влажности. К недостаткам этого спо­соба относится высокий расход топлива на обжиг — в 1,5—2 раза больший, чем при сухом.

Мел и глина, измельченные и размученные в глиноболтушках или в мельницах Гидрофол, перекачиваются в виде шлама с влажностью 36—55% в мно­гокамерную шаровую мельницу. Материалы измельчаются до остатка 3%. на сите 0,2—0,5 и 3,5—12% на сите 008. Одновременно с мелом и глиной в мельницу подаются корректирующие добавки. Полученный тонкоизмельченный шлам поступает в вертикальные шламбассейны, которые представляют собой железобетонные или металлические цилиндры вместимостью до 1600 м³.

Из вертикальных шламбассейнов отбирают пробы шлама для определения химического состава, который контролируют количе­ственным содержанием в нем СаС0₃. Если состав шлама не отве­чает заданному и отклоняется от него в ту или иную сторону, то его корректируют путем смешивания с ранее подготовленным шла­мом. Смешивание производится в таком количественном соотно­шении, чтобы состав смеси полностью соответствовал заданному. Обычно содержание СаС0₃ в шламе составляет 75—78%. Откло­нение от него допускается не более 0,1%. Откорректированный шлам хранится в горизонтальных шламбассейнах. Из них шлам перекачивают мощными насосами в распределительный бачок, установленный над печью. Из бачка шлам поступает в печь на обжиг.

Выходящий из печи клинкер интенсивно охлаждается в колос­никовом холодильнике и поступает на клинкерный склад, где вы­держивается 3—4 недели. Здесь создается промежуточный запас клинкера, обеспечивающий бесперебойную работу завода. Кроме того, в клинкере при вылеживании совершается в естественных условиях ряд физико-химических процессов, способствующих повышению качества и стабилизации свойств цемента, поэтому вы­держивание клинкера на складе представляет собой отдельную технологическую операцию. При выдерживании происходит гашение атмосферной влагой СаО несвязанного. Одновременно с этим стекловидная часть клинкера кристаллизуется. Все это приводит к стабилизации состава клинкера, некоторому разрыхлению его и облегчению последующего помола. Помимо клинкера, на клинкерных складах хранятся предварительно раздробленные минеральные добавки (трепел, опока, шлак и др.), которые вводят в состав цемента при помоле клинкера.

Открытые клинкерные склады оборудованы мостовыми кранами с грейферными захватами, с помощью которых клинкер и минеральные добавки подают в расходные бункера цементных мельниц. В силосных складах составляющие цемента поступают на сборный ленточный конвейер, который доставляет их к мельницам. Питание шаровых мельниц осуществляется с помощью тарельчатых дозаторов, установленных под расходным бункером возле каждой мельницы. Одновременно с размалываемыми материалами в мельницы подают интенсификаторы помола.

Влажность размалываемых материалов не должна превышать у клинкера — 0,3%, у минеральных добавок — 2, у гипса—10%. При необходимости минеральные добавки перед помолом высушиваются.

Тонкость помола оказывает существенное влияние на свойства портландцемента. Чем тоньше размолот клинкер, тем быстрее схватывается и твердеет цемент и выше его прочность в начальные сроки твердения.

Тонкость помола должна быть такой, чтобы при просеивании не менее 85% цемента свободно проходило через сито 008. При этом удельная поверхность цемента не должна быть меньше 2500—3000 см²/г и превышать 7000 см²/г. Из шаровых мельниц це­мент пневмотранспортом загружают в силоса. Вместимость силосов 2500—10 000 т, а иногда и более. Силоса оборудованы пневматиче­скими устройствами для рыхления и гомогенизации цемента при хранении.

Цемент упаковывается в мешки специальными машинами, про­изводительность которых 120 т/ч. Каждая партия его снабжается паспортом, в нем указываются масса, марка, название цемента.

Сухой способ рационально применять при использовании сырья однородного состава с небольшой влажностью, натуральных мергелей и замене глины гранулированным доменным шлаком. При производстве цемента по сухому способу сырьевые материалы в зависимости от твердости измельчают в дробилках различной конструкции до кусков размером 20—30 мм и, если влажность их превышает 8%, подсушивают в прямоточных сушильных барабанах. Подсушенные материалы в требуемых соотношениях поступают в мельницу сухого помола, где производятся их сушка и тонкое измельчение. Размолотая сырьевая мука подается в гомогенизационные силоса, над которыми расположены бункеры тонкоизмельченных корректирующих добавок. В этих силосах сырьевая мука тщательно перемешивается и корректируется. Из гомогенизационных силосов сырьевая мука поступает в расходные силоса и далее в циклонные теплообменники вращающейся печи. Полученный клинкер после выдерживания измельчается вместе с добавками и поступает в силоса цемента.

Комбинированный способ производства портландцементного клинкера позволяет использовать преимущества подготовки сырьевой смеси по мокрому способу и одновременно снизить расходы теплоты на обжиг.