химический каталог




Эмаль и эмалирование

Автор А.Петцольд, Г.Пёшманн

есители) или в современных смесителях типа «пьяная бочка», а также тетраэдрических.

Однородность зависит от материала, размера загрузки, состава и крупности зерна, типа и длительности смешения. Длительность смешения имеет некоторый оптимум (5—10 мин). При более продолжительном смешении однородность уже не повышается, поскольку она имеет естественный предел; наоборот, вследствие начинающейся сегрегации она может даже несколько ухудшиться. Однородность будет тем лучшей, чем мельче и однороднее исходное зерно; это относится прежде всего к тем компонентам, которые вводятся в шихту в незначительных количествах. После смешения может оказаться целесообразным удаление железа из шихты (Бубеничек, 1972).

8.3. Плавка

Плавильный процесс по химическому характеру и основным реакциям сравним с плавкой стекла. Поэтому разные зависимости и взаимосвязи в дальнейшем изложении заимствованы из химии стекла, где они лучше проработаны, чем в эмалировании.

166

Г

8.3.1. Физико-химические процессы при расплавлении эмалн

В отличие от рядовых стекол (из силикатов щелочных и щелочноземельных металлов) из трех или четырех основных компонентов эмали представляют собой многокомпонентные системы, получение которых весьма сложно из-за прохождения многочисленных физических и химических процессов, зачастую взаимно перекрывающихся, а иногда действующих в противоположных направлениях.

Основной химический процесс образования эмали состоит в переводе кварца посредством реакции в жидкой фазе с основными компонентами и борной кислотой в силикатный расплав, склонный к стекловидной кристаллизации, который после затвердевания превращается в стекловидное твердое тело (эмалевую фритту). В технологии стекловарения уже широко применяется расчленение процесса плавки стекла на образование силикатов и на формирование собственно стекла. При первом процессе нагрев шихты (до ~950 °С) приводит к образованию силикатов, при втором происходит полное растворение оставшегося (после первого этапа) кварца с последующим осветлением. Поскольку в случае эмали полного растворения кварца и освобождения от пузырьков не требуется во всех случаях, применение понятия «стеклообразование» здесь было бы неуместным (стеклообразование как кинетический процесс рассмотрено в 2.1.4). Таким образом, вторую стадию в лучшем случае можно было бы назвать переходом в сильно проплавленное, но не осветленное (как при варке стекла) и не вполне гомогенное состояние.

Многообразие процессов позволяет все же выделить следующие этапы эмалирования:

расплавление чистых соединений (NaN03 при 311°С, KNO3 при 336 °С, Na2C03 при 852 °С, Na2B407 при 878 "С, К2С03 при 891 "С, криолита при 920 °С) и смачивание остальных компонентов;

реакции разложения, например дегидратация (кристаллической соды при 100 °С, буры при 350 °С), и далее —NaN02 при 380 °С; MgC03 с 500 "С, CaC03 с~700 "С; Na2C03 с~900 °С; К2С03 с~1000 "С; РЬ304 при 550 °С;

реакция Si02 с карбонатами при удалении С02 и образование силикатов (с~500 °С);

образование легкоплавких эвтектик, например NaF—NaN03 при 304 °С; Na20—В203—Si02 при ~ 600 °С; NaF—Na2B407 при 680 °С; Na2C03—Ва2С03 при 685 "С; NaF—Na2C03 при 690 °С; РЬО—Si02 при 710 "С; Na2C03—КгСОз при 712 °С; К20— Si02 при 740 °С; Na20—Ti02—Si02 при 755 °С; Na20— Si02 при 800 °С.

Наибольшая часть реакций, ведущих к образованию эмалевого расплава (это реакции между Si02 и В20з и высокоос167

новными партнерами), протекает в присутствии жидкой фазы, т. е. в основном при г>800 °С. Реакционная способность основных компонентов в расплавленном состоянии является самой высокой. Это выражается в сильном ускорении выделения С02 из смесей Na2C03 и Si02 выше температуры плавления соды (рис. 8.1; см. также Крёгер, 1952). В присутствии В203 ход этих реакций облегчается и снижаются их температуры; аналогично действует и ТЮ2. Разделение процесса образования силикатов на отдельные механизмы невозможно.

Обменная реакция с кварцем протекает быстро до тех пор, пока имеются свободные щелочи, а затем ее скорость резко уменьшается. Плавильные реакции первого периода сначала ведут к получению сильно основного силикатного расплава, в котором оставшийся кварц (~20 %) растворяется очень медленно. Растворение остаточного кварца, которое должно занимать во много раз больше времени и сильно зависит от температуры, времени н крупности зерен песка, имеет меньшее значение для эмалевого расплава (в отличие от производства стекла).

(8.3)

Следует подробнее остановиться на некоторых влияющих факторах. По законам кинетики ход реакций зависит от температуры и времени. В данном случае (эндотермическая реакция) скорость реакции возрастает с

dnidt = DF(cf—cfl)lb,

где (с/—cfi)—перепад концентраций между твердой и жидкой фазами; F — площадь поверхности; б — толщина диффузионного слоя.

168

W 60 во Т. мим

Энтальпия реакции составляет для простых стекол согласно Крёгеру и др. (1953) примерно 500—600 кДж/кг. Для эмали Дитцель (1981) принимает вследствие снижающего действия буры, полевого шпата и

страница 59
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221

Скачать книгу "Эмаль и эмалирование" (6.29Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
металлопрофиль для сайдинга воронеж прайс-лист
ручки для холодильников вестфрост
обучение флористике с последующим трудоустройством
прайс лист на тележка металлическая шпилька в узбекистане

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)