химический каталог




Эмаль и эмалирование

Автор А.Петцольд, Г.Пёшманн

кер.

9.1. Теоретические основы

9.1.1. Теория измельчения

Подготовка эмалевой фритты, т. е. превращение в порошок или шликер, пригодный для нанесения, состоит в ее измельчении с целью увеличить поверхность и достичь определенного гранулометрического состава — распределения зерен по крупности. Теоретические основы измельчения исчерпывающе изложены в работах Шуберта (1975) и Шуберта и др. (1977, 1979).

Для измельчения твердых тел требуется действие силы или напряжения, превышающих силы связи между частицами тела. Разрушение наступает в результате расщепления или среза. У большинства силикатных материалов измельчение осуществляется вследствие хрупкого разрушения. Типичные хрупкие материалы могут иметь некоторую долю пластической деформации, если их зерна очень малы (<10 мкм — стекло, ~ 1 мкм — кварц).

Эффективные процессы измельчения при дроблении в мельнице можно свести в основном к нагружению на сжатие между двумя твердыми поверхностями. Сюда добавляется известная нагрузка на срез и удар под действием свободно падающих дробящих тел. При сжатии стекла происходит спонтанное разрушение, тогда как у кварца наблюдаются множественные упругие деформации и мелкие частичные разрушения до окончательного раздробления остающегося зерна (Румпф, 1966). В случае эмалей с мельчайшим зерном (<1 мкм) дальнейшее измельчение очень затруднено вследствие отсутствия концентраторов напряжений (надрезов).

Если рассматривать процесс с энергетической точки зрения, то по закону подобия механики разрушения прилагаемая работа измельчения W должна быть прямо пропорциональна вновь образованной площади поверхности ДЛ. Согласно Бонду, здесь справедливо следующее эмпирическое соотношение между работой измельчения и 80 %-ной долей зерна заданной

178

крупности dao и d'ao для загружаемого и соответственно измельченного материала:

W = C(l/Vr^"-l/V3B7). (9.1)

где С — постоянная.

Отсюда можно вывести индекс работы WT, который представляет собой общую потребность в работе для измельчения до содержания 80% фракции, например, <100 мкм. Для стекла и кварца здесь получится 13,6 и соответственно 14,9 кВт-ч/т.

Практически расходуемые количества энергии на измельчение вследствие коллектийного измельчения в слое материала и многих механических потерь значительно превосходят теоретические данные (поверхностная энергия эмали составляет 0,3 Дж/м2). Коэффициент полезного действия при измельчении достигает всего 0,1—1 %. На рис. 9.1 это показано в сравнении измельчения отдельного зерна кварца и измельчения в шаровой мельнице. Есть также разница между сухим и мокрым измельчением: затраты энергии на сухое измельчение в общем на -—30 % выше, чем на мокрое.

При измельчении с разрушением отдельного зерна, как правило, получаются не монодисперсные, а полидисперсные сыпучие образования с разными распределениями зерна по крупности, к которым прежде всего применимо трехпараметрическое логарифмическое нормальное распределение с верхним пределом. Впрочем, для таких смесей материалов, как стеклянные шарики и зерна кварца, наблюдается распределение зереи по крупности, не зависящее от состава.

9.1.2. Теория гранулометрии твердых дисперсных систем

Характеристика размеров, формы и распределения в коллективах (совокупностях) зерен и связанная с этим площадь удельной поверхности полидисперсного материала обобщенно называется гранулометрией. Это понятие относится как к сухим сыпучим зернам, так и к твердо-жидким дисперсиям.

При крупности зерен от 1 нм до 1 мкм говорят о коллоидной дисперсии, а при крупности зерен >1 мкм — о грубодис-персных системах.

179

Сыпучие смеси неподготовленных естественных сырых материалов (например, кварцевый песок и глины) никогда не состоят из зерен одного размера, а всегда имеют некоторое распределение по крупности (полосу зернистости). Сыпучие материалы, полученные измельчением, т. е. с искусственно сформированной зернистостью (эмалевые фритты, кварцевая мука, добавки в мельницу), тоже представляют собой смеси

зерен разной величины. Зерна всегда имеют неправильную форму.

г? 1 \ ю

J 50

% 70 Сл

5 ВО

20 %

щ

70

Знание гранулометрического состава полидисперсного сыпучего материала можно получить, определив, какая доля материала мельче или крупнее некоторой заданной величины зерна х или какая доля всего материала приходится на определенную фракцию зерна по крупности. Существующая в диапазоне между минимальным и максимальным размерами зерна зависимость Нт(х) представляет собой функцию распределения, называемую также характеристикой ситового со-состава (по провалу) D (рис.

Рис. 9.2. Математические зависимости при измельчении:

а — функция распределения; б — плотность распределения в полиднсперсноч сыпучем материале (/ — логарифмическое нормальное. 2—гауссово распределение); в— представление гранулометрических составов кварца в сетке РРШБ

9.2). Разность 1—D — R характеризует остаток на сите. Первая производная функции распределения называется плотностью распределения (рис. 9.2, б):

hr(x) = dHr{x)ldx.

страница 63
< 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
обучение механик слесарь по ремонту кондиционеров
котлы газовые baxi
потолочное крепление
купить наклейки на номера против камер

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
(06.12.2016)