Keramik g’isht mahsulotini sifatini oshirishga qaratilgan tarkiblar va pishirish jarayoni tahlili

Keramik g’isht mahsulotini sifatini oshirishga qaratilgan tarkiblar va pishirish jarayoni tahlili
Devorbop matfriallarni zamonaviy ishlab chiqarish quritish va kuydirishni yqori darajada avtomatlashtirish va intensivlashga asoslangan. Bu kerakli darajada avtomatlashtirish va intensivlashga asoslangan. Bu kerakli darajada qoliplash quritish va boshqa texnologik xossalarni taminlovchi massa va suniy aralashmalar yaratishga olib keladi
Tuproqli xom ashyoning tabiiy b hossalariga va ishlab chiqarishga qabul qilingan texnologiyagan ko’ra qo’shimchalar quyidagicha tasniflanadi.
- quritish hossalarini yaxshilovchi
- sapalak pishishini yaxshilovchi
- xom g’ishtni sakllanishini yaxshilovchi
- buyumlarning mustahkamligi va sovuqqa chidamliligini oshiruvchi
- g’ovaklar hosil qiluvchi buyum zichligini kamaytiruvchi
- yoqilg’I qo’shimchalar texnologik yoqilg’I sarfini kamaytiruvchi
- eruvchi tuzlarni kamaytiruvchi
- yuzalin buyumlar ishlab chiqarishda sapalakni bo’yovchi.
Omixta tarkibida qo’shimchalarni ishlatish ko’rsatmasi quyidagi jadvalda keltirilgan.[10]
Devorbop keramik materiallar ishlab chiqarishda omixta tarkibida kiritiluvchi qo’shimchalar tafsifi.
1-jadval
N
|
Qoshimcha
|
Vazifasi
|
Miqdori massagako’ra %
|
Qo’shimcha holati
|
1
|
Qum
|
Masani shakllantirishda struktura defektlarini yo’qotish xavoda qisqarishni kamayish hisobiga qurishini yaxshilash
|
5-30%
|
Dona o’lchami 2mm fraksiya miqdori <0.25mm 20% dan ortiq
|
2
|
Shamot (maydalangan g’isht)
|
|
3-10%
|
Dona o’lchami 3mm fraksiya miqdori<0.5mm 20?n ortiq
|
3
|
Yog’och qipig’i
|
G’ovak hosil qiluvchi va yonuvchi
|
3-15%
|
Bo’ylama arralashdan song 8-10 mm o’lchamlielakdan o’tgan qipiqlar
|
4
|
Degitratlangan tuproq
|
Massani yovg’onlash shakllash namlikni kamaytirish
|
20-50%
|
Dona o’lchami3mm fraksiya miqdori<0.5mm 20?n ortiq
|
5
|
Keramzit maydasi
|
-->>--
|
6-8 va undan ortiq
|
-->>--
|
6
|
TES qumi
|
Massani yovg’onlash va pishirishni yaxshilash
|
10-50%
|
Zarra o’lchami 3mm
|
7
|
Ko’mir chiqindilari
|
Pishirishjni yaxshilash shakllanishi qurishini yaxshilash
|
5-15% va undan ortiq
|
Zarra o’lchami 3mm
|
8
|
Fosfor sanoati shakllari
|
Yovg’onlashtirish pishishini yaxshilashmustahkamlikni oshirish
|
30-35%
|
Zarra o’lchami 1mm
|
9
|
Metallurgiya sanoati shakllari
|
-->>--
|
20-25%
|
-->>--
|
10
|
Sirt aktiv moddalar
|
Omixta qovushqoqlik shakllash xossalarini yaxshilash
|
0.5 gacha
|
Suvli eritma
|
11
|
Boyitilmagan vollostanit
|
Pishishni mustahkamlikni va sovuqqa chidamlilikni oshirish
|
3-8%
|
Zarra o’lchami
|
12
|
Engil eruvchan shisha sinig’i
|
Yuza qatlamini pishishini yaxshilash
|
3-10%
|
Shliker
|
13
|
Yuqori qovushqoq tuproq betonit
|
Qovushqoqlik shakllash xossalarini yaxshilash mustaxkamlik sovuqqa chidamlilikni oshirish
|
15-20%
|
Shliker 0.1mm
|
2- va 14-jadvallarda yuqorida nomlari keltirilgan tabiiy qoshilma va sanoat chiqindilarining kimyoviy tarkiblari keltirilgan 2- jadvalda kvarsit kvars va qumga oid tarkiblar berilgan bo’lib jadvaldan ko’rinishicha kvars tarkibida 4.52%gacha Al2O3 va kvarsit tarkibida 0.42%gacha Fe2O3 mavjud Dala shpati va pegmatitlar hamda ularning o’rinbosarlari (nefelin , sienin, bor, magnezit, talk va profillit) tarkiblari ham qo’shimchalardan qanday foydalanish kerakligini ko’rsatib turibdi. Magnezit - karbonatlar sinfiga mansub mineral. Kimyoviy tarkibi - MgCO3. Trigonal singoniyada kristallanadi. Ditrigonal-skalenoedr kristallar, koʻpincha, yaxlit donador agregatlar hosil qiladi. Rangi oq, kulrang , sargish, pushti rang .
Suniy qoshimchalar TES vaGRES kullari domna mis eritish pechi va boksit toshqollari komenlanuvchi yer Nikel ishlab chiqarish chiqindilari tarkiblari 3- jadvalda keltiriladi.
Ularning kimyoviy tarkiblari tahlillari ulardan ulardan oddiy shamot yoki temirga boy komponent o’rnida ishlatish mumkinligini ko’rsatib turibdi.[10]
Tabiiy tuproqmas hom ashyolarning kimyoviy tarkibi. 2-jadval
|
SiO2
|
Al2O3
|
TiO2
|
Fe2O3
|
CaO
|
MgO
|
K2O
|
Na2O
|
k.k.m
|
Pervouralsk kvrsiti
|
98.18-99.1
|
0.17-0.75
|
-
|
0.42gacha
|
0.06-.-0.5
|
Qoldig’i
|
_
|
_
|
0.07-0.2
|
Chupinsk kvarsiti
|
92.14-97.7
|
1.12-4.52
|
0.02-0.11
|
0.03-0.014
|
0.22-1.22
|
0.03-0.57
|
0.187-0.84
|
0.14-0.74
|
0.29-0.3
|
Lyubersk qumi
|
98.68-99.5
|
0.28-0.02
|
0.06-0.5
|
0.02-0.01
|
0.3gacha
|
0.25gacha
|
0.7
|
|
0.13-0.05
|
Belogorsk dala shpati
|
66.97
|
18.2
|
0.03
|
0.06
|
0.08
|
0.1
|
12
|
3.1
|
0.12
|
Chupinskiy pegmatiti
|
65.3
|
15.8-22.2
|
_
|
0.16
|
0.8-0.28
|
0.22
|
2.4-6.1
|
3.9-7.1
|
0.08-0.12
|
Nefelin semetit
|
58
|
23.9
|
0.38
|
0.96
|
0.85
|
0.23
|
6.53
|
8.25
|
0.9
|
Aragamsk pemiti
|
72.32-74.76
|
13.39-14.76
|
0.3gacha
|
0.14-1.41
|
0.1-1.1
|
0.39-0.69
|
4.79
|
8.21
|
2.33-4.51
|
3- jadval
Bazi chiqindilarning o’rtacha kimyoviy tarkibi
Massa qismi %
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3 FeO
|
CaO
|
K2O Na2O
|
MgO
|
SO3
|
K.K.M
|
Tes kuli
|
49.5
|
15.6
|
28.9
|
1.1
|
0.4
|
0.9
|
1.5
|
1.3
|
GRES kuli
|
15.3
|
5.7
|
13.6
|
36.9
|
0.5
|
5.6
|
0.4
|
22.9
|
Domna pechi shlaki
|
41.5
|
11.5
|
32.3
|
7.7
|
2.8
|
1.1
|
-
|
-
|
Mis eritish pechi shlaki
|
44.5
|
11.5
|
32.9
|
7.7
|
2.8
|
1.1
|
-
|
-
|
Boksit shlaki
|
17.4
|
7.6
|
22.1
|
35.7
|
1.9
|
1.2
|
0.3
|
11.8
|
Kominirlanuvchi yer
|
95.3
|
-
|
1.7
|
Izlari
|
-
|
-
|
-
|
2.4
|
Nikel sanoati boyitish qoldig’i
|
46.1
|
13.1
|
14.2
|
7.6
|
2.9
|
9.8
|
2.2
|
3.2
|
Qattiq qo’shimchalar (g’isht sinig’I, shlak bo’laklari, ko’mir.) dastlab jag’li maydalagichda maydalanadi Maydalangan material elakdan oi’tkaziladi.
Sochiluvchan qo’shimchalar (qum, qipiq) tegishli o’lchamga ega elaklardan iborat groxotda elanadi.
Ko’mir chiqindilari dastlabki o’lchamlariga ko’ra jag’li maydalagichda maydalanadi barabanli quritgichda quritiladi song bolg’ali maydalagichda maydalanadi.
Ekstruziya usulida olinadigan bo’shliqli g’ishtning o’rtacha zichligi 120-1430 kg/m3 yarimm quruq presslash usulida olingan g’ishtniki esa 1750-1870kg/m3 suv yutuvchanligi 14-18% sovuqqa chidamliligi 15va undan yuqori.[10]
Keramik g’isht ishlab chiqarish sanoati rivojlanishiga qaramasdan uning mahsuloti bir qancha kamchiliklarga ega g’isht qattiqligi past xumdonlarda bir hilda meyorda pishib yatilmaydi imorat tiklash uchun terilgandan keyin ko’p o’tmay uning sirtiga oq tuz (mirabilit )pardasi paydo boladi Bu sho’rlanish devordagi har qanday suvoqni ko’chirib yuboradi . bunday g’ishtlardan yer osti suvlari yaqin bo’lgan (Mirzacholda) yerlarda imorat qurish mutloqo mumkin bo’lmay qoladi.
O’zbekiston sog’ tuproqlari o’z tarkibida kalsiy oksidi ko’p saqlaydilar (3.61-24.7%) [10]Shunga ko’ra ularning quyish vaqti qisqa bo’lib 1100 C ga yetar yetmas kuyadi va 1170 C da eriydi Bu o’z navbatida past markali g’isht olinishiga va yaroqsiz mahsulotlarni ko’payishiga sabab bo’ladi
O’zbekiston fanlar akademiyasi X.M.Abdulllev nomidagi geologiya va gefizika istitutining katta ilmiy hodimlari L.M.Bonvina N.A.O’rmuhammedov R.Zabimenalar nazariy mulohazalariga va eksperimentga asoslangan holda amaliy tajriba olib bordilar. Ushbu tadqiqot ishidan shu narsamalum bo’ldiki agar g’isht tayyorlanadigan sog’ tuproq qorishmasiga ularning tarkibiga qarab 5-20% gilmoya aralashtirilksa undan yasalib pishirilgan g’isht sathida btuz yo’qoladi markasi 100-150 ga yetadi chunki gilmoyaning qoshilishi sog’tuproqning kuyish darajasini pasaytiradi vaqtini esa uzaytiradi . Bu bilan bir vaqtda g’ishtning o’tga chidamliligi oshadi. Gilmoya qoshilishidan olinadigan ijobiy natijalar orasidan eng asosiysi g’ishtlarning sho’rlanmasligidir bunga sabab sog’ tuproqqa qo’shilgan gilmoya 950-11500Cda kuyib g’ishtning mustahkamligi ortadi
Keramik g’ishtni ishlab chiqarishda eng muhim jarayonlardan birii bu pishirish jarayoni hisoblanadi. Keramik mahsulotlarni pishirishda asosiy muoommolardan biri energiyaninbg ko’p sarfligidir shi bilan birga hom ashyo tarkibining o’zgaruvchanligi tufayli pishirish jarayoni samarali kechmaydi. Pishirish jarayoning yana bir qator muommolarini tahlil qilish uchun pishirish jarayonida kechadigan o’zgarishlarni davrlar bo’yicha ko’rib chiqamiz
Keramik g’ishtni pishirishda haroratni asta sekinlik bilan ortib borishi natijasida mahsulotning harakterli hossalari ozgarishiga qarab pishirish jarayoni quyidagi davrlrga bo’linadi .[6]
Pishirishning birinchi davri -keramik massa tarkibidagin namlik 1000C haroratda bug’lanib ketadi va karamik massa hajmi qisqaradi.Pishirishni birinchi davrida harorat uzoq vaqt mobaynida asta sekinlik bilan oshirib boriladi. Chunki harorat oshib borioshi bilan keramik massa tarkibidagi namlik yo’qola boshlaydi shu bilan birgalikda bazi bir boshqa materiallar parchalana boshlaydi . Buning natijasida keramik massaning hajmi va boshqa kattaliklari o’zgaradi.Pishirishning bibinchi davrida kebamik maxsulotlani keyingi pishirish jaroyinining yuqori xaroratli bosqichlariga tayorlanadi,.Keramik maxsulotning butun tarkibidan yuzasidsan darz ketishiga olib keladi.Buning natijasida keramik massaning xajmi vas boshqa kattaliklari o’zgaradi.Pishirishning birinchi davrida keramik maxsulatlarni keyingi pishirish jaroyining yuqori xaroratli bosqichlariga tayorlanadi.Keramik maxsulotlarni pishirish jarayonida xarorat birdaniga ko’tarilishi maxsulotning butun yuzasidan darz ketishiga olib keladi. Buning natijasida maxsulotning sifati va uning boshqa xususiyatlari o’zgaradi. Pishirishning birinchi davri 180-2400c oralig’ida olib boriladi. [7]
Pishirishning ikkinchi davri keramik massa tarkibi fizik-kimyoviy o’zgarishlarni sodir bo’lishini taminlaydigan xaroratlarda olib boriladi. Keramik massa tarkibiga kiritilgan xomashyoni turiga qarab bu davrda turli xil fizik-kimyoviy o’zgarishlar sodir bo’ladi. Qattiq faza uchun bu o’zgarishlarni sodir bo’lishi 1000-11500c xaroratlar oralig’Ini o’z ichiga oladi. Bu davrda xaroratning ko’tarilishi yuqori sifatli optimal darajada tayuyorlangan massani fizik tehnikaviyu tarkibi shakllana boshlayudi.
Bu davrning bоshlanғich хarоrati 3000 S atrоfida bўladi. Pishirishning ikkinchi davrida bоshlanғich хоlatida massa tarkibidagi оrganik matеriallar parchalanib gaz fazani хоsil kiladi. Хarоratning kўtarilishi mоbaynida хarоrat 4500 S ga kўtarilganda yuқоri оrganik matеriallarning parchalanishi tеzlashadi. Оrganik tarkibning kuydirish tеzligi хarоrat 3000 S da 4500 S ga оshganda malum darajada оshadi. Tajribadan оlingan natijalardan ma’lumki хarоrat 3000 S da 4500 S ga kўtarilganda kuyish tеzligi maхsulоtning kеngayishini kvadratiga tўғri prоpоrsianоl bўladi (9).
Оrganik mоddalar yuқоri хarоratlarda хavоda оksidlanib gaz muхitiga ўtib kеtadi. Kuydirayotgan kеramik massa kеramik massa 2000 S dan 4000S intеrval оraliғida хоsil bўlgan ғavakliklarda jоylashgan uglеrоdli оrganik birikmalarning kuydirilishi хarоrat 4000 S ga еtganda bоshlanib 10000 S da tugaydi.
Na2 CO3 2Si O2 → Na2 SiO3 CO2
Ca CO3 2Si O2 → Ca SiO3 CO2
6200 C Mg CO3 → Mg O CO2
Ca CO3 → Ca O CO2
980 – 11500 C Mg O 2Si O2 → Mg Si O3
Ca O 2Si O2 → Ca Si O3
600 – 10000 C Ca Si O3 Mg Si O3 → Ca Si O3 Mg Si O3
Pishirishning uchinchi davri 10500 - 11100 S gacha bўlgan davr. Bu davrda Fe2 O3 ni қaytariluvchi muхitda SО bilan birikib Fe O ga қfytarilish uchun kaytaruvchi gazli muхit хоsil kilindi chunki kеramik tarkibidagi Fe O mayda хоlda bўlsa maхsulоt yuzasiga sarғisht rang bеradi. Yirik хоlda bўlsa maхsulоt yuzasiga қоra dоғ хоsil kiladi. Kеramik maхsulоtlarni қaytaruvchi muхitda pishirilganda fayalit (2Fe O ∙ Si O2) оksidlоvchi muхitdagiga қaraganda ertarоқ хоsil bўladi. SHuning uchun pishirish jarayonida қaytaruvchi muхitni хоsil kilish uchun massa tarkibiga 1% gacha kоks chikindisini kўshish maksadga muоfik bўladi.
Fe2O3 CO Fe3O 4 CO2
Fe3O4 CO FeO CO2
FeO SiO22FeO*Sio2
1150- 12500C 3Al2O3 6SiO2 3Al2O3*2SiO2 4Sio2
Sovutish davri bo’lib u ikkita qismdan iborat
-
Sekin sovutish
-
Jadalyani tez sovutish
Bu zaylda ishlab ishlab chiqrish tuzimini davrlarga ajratish massa tarkibida kechadigan reaksiyalarni to’liq ochib berolmaydi. Ishlab chiqrish tuzimida massani pishirish jarayonida hech qachon termodinamik muozanatga erishib bo’lmaydi Shunga qaramay ayrim reaksiyalarni izobar izotermik potensialini hisoblash va uni evaziga keramik massani pishirish jarayonida hosil bo’lishi mumkin bo’lgan fazani aniqlash imkonini beradi [5]
Oddiy gillarni pishirishda 7ta asosiy reaksiyaning mavjudligi aniqlangan
1) Gilsimon minerallar tarkibidan gigroskopik suvni chiqarish
2) Organik birikmalarning oksidlanishi
3) Gil mineralinig degidratlanishi va bog’langan suvni ajratish
4) Qattiq fazalarda reaksiyalarning borishi
5) Shishasimon fazaning hosil bolishi hamda suyuq fazalarda reaksiyaning borishi
6) Yangi kristall fazalarning hosil bo’lishi
7) Dekorbanizatsiya va desulfirizatsiya reaksiyalari.
2.3. Mahalliy hom ashyolar asosida yuqori sifatli yulbop g’isht ishlab chiqarishga oid tadqiqotlar
Energiya va resurslarni tejashga qaratilgan texnologik ishlanmalarni ishlab chiqish bugungi kundagi dunyo amaliyotida olib borilayotgan ilmiy va amaliy tadqiqotlar ichida ustivor yonalishlardan biri hisoblanadi.
Keramik g’isht ishlab chiqarishning resurs tejamkorligi ananaviy hom ashyolarni noananaviy hom ashyolar bilan akmashtirish bilan baholanmoqda. Bunda asosan noananaviy hom ashyolar sifatida texnogen hom ashyolardan foydalanishga katta etibor bilan qaralmoqda. Jumladan B.B.Inchik va boshqalar tomonidan elon qilingan ishda keramik g’isht olishda resurslarni tejash maqsadida yangi tarkib ishlkab chiqilgan Ishlab chiqilgan masssa tarkibi quyidagi komponentlarni o’z ichiga oladi giltuproq 83-87% komir 2.5-3.5% yog’och qipig’i 4-5% neft quduqlarini burg’ulashda hosil boluvchi chiqindidan 4-5% polat eritishda hosil boluvchi chiqindi Bu tarkib asossida olingan keramik g’ishtlar yuzalarida “ oq dog’lar” ning hosil bo’lmasligi korsatilib o’tilib turli ranglarda olingan mahsulotlar o’zlarining fizik mehanik korsatkichlarining yuqoriligi bilan qaydn etilgan
Resurs va energiyatejamkor texnologiyalarni qollash hisobiga sifatli keramik g’isht olishda uni pishirish jarayonida massa tarkibiga uglerod saqlovchi birikmalarni issiqlik elektr stansiyalari kullari metallurgiya toshqollarini qoshish yoki pishirish jarayonida bug’dan foydalanish yoxud oksidlovchi qaytaruvchi muhitlarni hosil qilish orqali eritish mumkinligi manbalarda bayon qilingan. Metallurgiya (yun. metallurgeo -yerdan qazib chiqaraman) - rudalardan yoki tarkibida metall boʻlgan moddalardan metallar ajratib olish va metall qotishmalarga tegishli xossalar "berish" haqidagi fan; sanoat tarmogʻi. [14]
Oson suyuqlanuvchi qumli soztuproqlar asosida keramik mahsulotlar olishda massa tarkibiga g’isht shakli o’lchamlarini o’zgarishini kamaytiruvchi qoshimchalar qoshish hisobiga pishirish haroratini oralig’ini kengaytirish mumkin Bu haqda manbada malumot bayon etilgan unga kora pishirish harorat oraliq qiymatini kengaytirish uchun massa tarkibiga texnogen chiqindi ishqorli birikmalar kop bolgan kaolinlarni qoshish mumkinligi qayd qilingan
Shuningdek resurstejamkorlik maqsadida mualliflar keramik g’isht massasi tarkibiga 2-20% miqdorida elektrofarfor ishlab chiqarishda hosil bolgan chiqindilarni maydalab qoshishni tafsiya qilingan Buning hisobiga olinayotgan mahsulotning suv shimuvchanligi kamayishi mexanik mustaxkamlik chegaraini oshishi to’grisidagi malumotlar qayd qilingan Mualliflar taklif qilgan texnologik yechim asosida siqilishdagi mustahkamlik chegarasi 13-22.1 mPa hajmiy og’irligi 1794-1809 kg/m3 suv shimuvchanligi 8.1-13.5% ga teng bolgan sirt yuzalarida oq dog’lar bolmagan keramik g’isht olish mumkinligi aniqlangan [8]
G’isht ishlab chiqarishda nonananaviy hom ashyolardan foydalanish unumdor va hosildor tuproqlarning tejalishiga olib kelishi mumkinligi tog’risida muommolar bir qator manbalarda bayon qilingan jumladan ananaviy hom ashyolarni tejashga oid bir qator ilmiy ishlar mavjud bo’lib ularda nafaqat sanoat chiqindilari balki suv omborlari gillaridan foydalanishmumkinligi qayd etilgan [11]
Ayrim mualliflar fikriga kora gil tuproq tarkibida karbonatli jinslar miqdorining yuqori bolishi sifatli g’isht olish imkoniyatini chegaralab qoyadi shunday bo’lsada karbonatli minerallarga boy bo’lgan massa asosida sifatli g’isht olish mumkinligi manbada bayon etilgan Tarkibida karbonatli jinslari bo’lgan gil hom ashyolari asosida sifati talabga javob beruvchi keramik g’isht olish mumkinligi qayd qilingan Sovuqqa chidamlilik korsatkichini oshirish texnologik hossalarini yaxshilash uchun massa tarkibiga mahsus usullarni qo’llab tayyorlangan organik qoshimchani 0.5-1.5% miqdorida kiritish tafsiya qilinadi Olingan mahsulotlarning sovuqqa chidamliligi 25-35sikl siqilishiga mehanik[14] mustahkamlik chegarasi 31-33mPa
A.A. Madoyan va boshqalar tomonidan elon qilingan patentga keramik massa tarkibiga kristall formadagi CaO saqlovchi oxaktoshli quyqa qo’shilgan[h44].
|