Ohaktoshni kuydirish - Silikat materiallar va nodir, kamyob metallar texnologiyasi

2. Ohaktoshni kuydirish
Ohaktoshni kuydirayotganda sodir bo‘ladigan jarayonlar. Ohaktoshga yuksak
temperatura ta’sir qilganida kalsiy karbonat quyidagi formula bo‘yicha parchalanadi:
CaCO
3
=CaO+CO
2
-42,52 kkal.
Magniy karbonati ham shu tariqa parchalanadi (II bobga qarang).
Keltirilgan tenglama shuni ko‘rsatadiki, 1 gramm-molekula kalsiy karbonat
parchalanishi uchun 42,52 kkal issiqlik, 1 kg CaCO
3
parchalanishi uchun esa
2
,
425
100
1000
52
,
42
kkal issiqlik sarf qilinadi, bu erda 100- CaCO
3
ning g hisobidagi
molekulyar og‘irligi.
Kalsiy karbonatning parchalanishi (dissotsiatsiyalanishi) nazariy jihatidan
600
0
C da boshlanadi, biroq 850
0
C gacha nihoyatda sust o‘tadi. Temperatura yanada
ortishi bilan parchalanish jarayoni keskin tezlashadi (bu 6-rasmdan yaqqol ko‘rinib
turibdi); temperatura 850 dan 900
0
C gacha ko‘tarilganida CaCO
3
amalda to‘la
parchalanib bo‘ladi. Bu ma’lumotlar laboratoriyada o‘tkazilgan tadqiqotlar uchun
xarakterli. Amalda esa kuydirish temperaturasi birmuncha yuqori 100-1100
0
C gacha
olinadi (kuydirish jarayonini tezlashtirish maqsadida). CaCO
3
ning parchalanish
95
reaksiyasi qaytar reaksiyadir. Reaksiya CaO dan hosil bo‘lgan mahsulotlar CO
2
bilan
ta’sir etishib, yana CaCO
3
ga aylanishi mumkin. Kalsiy oksidi tez hosil bo‘lishi
uchun dissotsiatsiyaning gazsimon mahsulotlarini darhol chiqarib tashlash kerak.
Buning uchun, oldin eslatib o‘tganimizdek, pechga tortuvchi mo‘ri quriladi.
6-Rasm. Kalsiy karbonat dissotsiatsiyasining tezligi
Kalsiy karbonatning parchalanishidan hosil bo‘lgan karbonat angidrid gazining
dissotsiatsiyalanish tarangligi (parsial bosimi) temperatura oshishi bilan keskin
kuchayadi va 900
0
C da atmosfera bosimidan ortadi (6-rasm).
Demak, tez kuydirishning asosiy sharti yuksak temperatura hosil qilish va
kuydirilayotgan material massasidan CO
2
gazining intensiv ajralib chiqishi (ya’ni
pechda havoning ancha siyraklanishi) ni ta’minlashdan iborat.
Kuydirilayotganda ohaktosh muhim o‘zgarishlarga uchraydi: karbonat angidrid
ajralib chiqishi natijasida og‘irligi kamayadi; kimyoviy sof kalsiy karbonatda 56%
CaO va 44% CO
2
bo‘ladi, u esa kuydirish davomida ajralib chiqadi. Og‘irligining
kamayishi kuydirilayotgan material tashqi o‘lchamlarining kichrayishiga olib
kelmaydi. Normal kuydirilgan ohaktosh bo‘lagi hajman ko‘pi bilan 20% kichrayadi.
Og‘irligining kamayishi hajman kamayishiga to‘g‘ri kelmasligi shuni ko‘rsatadiki,
kuydirilagandan keyin kesak ohak g‘ovak material bo‘lib qoladi. Karter oxaktoshning
parchalanishini kuyidagi sxema shaklida keltirgan (7-rasm).
96
7-Rasm. CO
2
ning kalsiy karbonat ustidagi parsial bosimi
Ohakning g‘ovakligi uni so‘ndirish jarayoniga yaxshi ta’sir qiladi: donalarning
ichki qatlamlariga suv bemalol kirib boradi. Shuning uchun ham iloji boricha g‘ovak
ohak olishga, ya’ni kuydirilayotganda karbonat angidrid batamom ajralib chiqadigan
bo‘lishiga intilish kerak.
Qanchalik g‘ovak bo‘lishi kuydirish temperaturasiga ham bog‘liqdir.
Temperatura ko‘tarilishi bilan kuydirilgan materialning bir qismi zichlanadi;
kavaklari torayadi, natijada ohakni so‘ndirish sharoitlari yomonlashadi. «O‘ta
kuygan» deb ataluvchi bunday ohak juda sust so‘nadi. Bunday tashqari, qotib qolgan
qurilish qorishmasida ham so‘nish jarayoni ro‘y berishi mumkin. Bu esa mexanik
zo‘riqishlarning paydo bo‘lishiga va ayrim hollarda materialning buzilishiga olib
kelishi
mumkin.
Demak,
kalsiy
karbonatning
batamom
parchalanishini
ta’minlaydigan minimal temperaturada kuydirilgan ohak eng yaxshi mahsulot
hisoblanadi.
Kuydirish temperaturasi ohaktoshda gil aralashmalari va magniy karbonat bor-
yo‘qligiga qarab tanlanadi. Ohak ko‘pincha gil aralashmalar tarkibida bo‘ladigan
nordon oksidlar SiO
2
, Al
2
O
3
va Fe
2
O
3
bilan reaksiyaga kirishganda kalsiy silikati,
alyuminati va ferriti tipidagi murakkab birikmalar hosil bo‘ladi. Bu birikmalar
so‘nmaydi va so‘ndirilgan ohakni tayyorlash vaqtida yirik donalar ko‘rinishida
uchraydigan chikindi hisoblanadi. Ohaktosh tarkibida gil aralashma juda ko‘p
bo‘lganda va ular ohaktoshda tekis joylashmagan hollarda ham ohaktosh o‘ta kuyishi
mumkin. CaO bilan kislota oksidlari o‘rtasidagi reaksiya tezligi esa temperatura
97
ko‘tarilishi bilan ortadi. Shuning uchun ham gil aralashmalari ko‘p bo‘lgan ohaktosh
sof ohaktoshga qaraganda ancha past temperaturada kuydirilishi kerak. 900-1000
0
C
xuddi ana shunday temperaturadir.
Magniy karbonat borligi ham kuydirish temperaturasini tanlashga ta’sir qiladi.
Chunki temperatura 600-700
0
C dan ortishi tufayli hosil bo‘lgan magneziya o‘zining
bog‘lovchilik xossalari va so‘nuvchanlik qobiliyatini yo‘qota boradi. Shu sababli
tarkibida ko‘p miqdorda magniy karbonat bo‘lgan ohaktoshlarni iloji boricha past
temperaturada kuydirish kerak bo‘ladi.
Kuydirish muddatining o‘zi ko‘p jihatdan kuydirilayotgan mahsulot
bo‘laklarining o‘lchamiga bog‘liq. Bu bog‘liqlik (7-rasm) minimal o‘lchamdagi
bo‘laklar ishlatish qulayligini ko‘rsatadi. Shunda kuydirish tezligi va pechning ishlab
chiqarish unumi ancha oshadi. Chunki mayda bo‘laklar butun qalinligi baravar
CaCO
3
ning dissotsiatsiyalanish temperaturasigacha tez qiziydi. Yirik bo‘lakni
qizdirish uchun ko‘p vaqt talab qilinadi. Chunki bu vaqtda markaziy qismni bevosita
yuksak temperatura ta’siriga uchrayotgan chekka qismidan ajratib turgan material
qatlami qalinlashadi.
8-Rasm. Ohaktoshni ko‘ydirish muddatining harorat va bo‘laklari o‘lchamiga
bog‘liqligi.
Yirik bo‘laklar ishlatish yana shuning uchun maqsadga muvofiq emaski,
bunday hollarda material o‘ta yoki chala pishishi mumkin. Kuydirish jarayonini
98
tezlashtirish uchun temperaturani ko‘tarishga to‘g‘ri keladi. Natijada tashqi qavatlari
o‘ta kuyadi, ichki qismlarida esa kalsiy karbonat to‘la dissotsiatsiyalanmay qoladi.-
chala kuyadi, ya’ni ballast bo‘ladi. Bunday ohak past sifatli bo‘ladi: sekin so‘nadi,
tarkibida so‘nmagan donalar ko‘p bo‘ladi.
Ohak kuydirish pechlari. Ohaktoshlarni har xil sistemadagi pechlarda, ya’ni
xumdon, halqasimon, shaxta va aylanma pechlarda kuydirish mumkin. Hozirgi
vaqtda ohaktoshlarni muallaq holatda yoki qaynoq qatlam holida kuydirish
agregatlarini sanoat miqyosida o‘zlashtirish sohasida ish olib borilmoqda.
Xumdon va halqasimon pechlar kam unumli, sermehnat va yoqilgi ko‘p sarf
bo‘ladigan pechlardir. Shuning uchun ham bunday pechlardan ishlab chiqarish hajmi
kichik zavodlardagina foydalaniladi. Bunday pechlarda,yirikligi 300 mm gacha
ohaktosh
bo‘laklari ishlatiladi, material solish va uni olish ishlarini
mexanizatsiyalashtirib bo‘lmaydi. Mana shularning hammasi bu pechlarning
ishlatilish sifatiga yomon ta’sir qiladi. Yangi qurilayotgan zavodlarda bunday pechlar
ishlatilmaydi.
Shaxta pechlar. Shaxta pechning (9- rasm) ishlash sxemasi qo‘yidagilardan
iborat. Xom ashyo materiallar solish mexanizmi 2 yordamida pech 1 shaxtasiga bir
xil miqdorda ketma-ket yoki vaqti-vaqti bilan solib turiladi. Pishgan materiallar
shaxta ostidan maxsus bo‘shatish mexanizmi 3 bilan ketma-ket bo‘shatib olina
beradi. Material shaxta ostidan taroq 4 orqali keladigan havo bilan sovitiladi.
Kuydiriladigan material shaxtada yuqoridan pastga, havo harakatiga qarama-qarshi
yo‘nalishda tinimsiz suratda surilib turadi:
Avvalo qizitish zonasi 1 ga o‘tadi, bu erda kuydirish zonasidan kelayotgan
qizigan gazlar ta’sirida quriydi, kuydirish temperaturasiga qadar qiziydi va undagi
organik aralashmalar kuyib ketadi;
Kuydirish zonasi II ga keladi; bu erda kalsiy karbonat dissotsiatsiyalanadi va
dissotsiatsiya mahsulotlari chiqarib tashlanadi;sovutish zonasi III ga o‘tadi; bu erda
kuydirganda qizib ketgan material pechga yuborilayotgan sovuqhavoda soviydi.
99
9-Rasm. Shaxtali pechning sxemasi
I- isitish zonasi, II- kuydirish zonasi, III-sovutish zonasi.1-korpus, 2-ta’minlash
qismi, bo‘shatish qismi, 4- gorelka
Issiq gazlar va materialning qarama-qarshi yo‘nalishda harakat qilishi chiqindi
gazlar issig‘idan hozirgina solingan xom ashyoni issitish uchun, kuydirilgan material
issig‘idan esa kuydirish zonasiga kelayotgan havoni issitish uchun foydalanishga
imkon beradi. Shuning uchun ham shaxta pechlarda mahsulotni kuydirishga kam
yoqilgi sarflanadi.
Materialning pechning kuydirish kanali uzra surilishi uchun ham juda oz
energiya sarflanadi (material o‘z og‘irligi ta’sirida surila boradi), pechga material
solish va uni olish ishlarini to‘la mexanizatsiyalashga imkon tug‘iladi. Mana
shularning hammasi shaxta pechlar qimmatini oshiradi.
Pechdagi gazsimon mahsulotlarni chiqarib yuborish va havo hamda gaz
shaxtada bemalol harakat qila olishi uchun zarur siyraklanish (dam) tutun tortgich
yordamida hosil qilinadi. Siyraklanish darajasi material dona tarkibiga va
bo‘laklarining qanchalik yirikligiga bog‘liq. Bo‘laklari mayda yoki yirik bo‘laklar
bilan birga maydasi ham bo‘lgani taqdirda siyraklanish darajasi ortadi. Siyraklanish
darajasi odatda 60-200 mm suv ustuni chamasi bo‘ladi.
100
Pechga havo siyraklangani sababli tashqaridan havo so‘rilishi hisobiga yoki
shaxtaning ostki qismiga o‘rnatiladigan havo ventilyatori yordamida sun’iy yo‘l
bilan uzatilishi mumkin. Havo 300-600 mm suv ustunigacha bosim ostida uzatiladi.
Sun’iy dam berayotganda gazlarning harakat tezligi oshadi, gazlar bilan
kuydirilayotgan material o‘rtasidagi issiq almashuvi yaxshilanadi, natijada pech
unumi oshadi.
Havo shaxtaning ostidan, bevosita olish tuzilmasi tagiga yuboriladi.
|