автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Разработка малоотходной техники стекольных производств и новых конструкционных материалов (на основе использования вторичных материальных ресурсов)

Р Г Б ОД

[АП Ш

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

ПЕТРОВА Елена Викторовна

РАЗРАБОТКА МАЛООТХОДНОЙ ТЕХНИКИ СТЕКОЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ И НОВЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

(на основе использования вторичных материальных ресурсов)

(05.17.08 — Процессы и аппараты химической технологии)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1995

Работа выполнена в Московской Государственной академии химического машиностроения.

Научные руководители — заслуженный деятель науки и техники РФ, академик РИА и МИА, доктор технических наук, профессор ЧЕХОВ Олег Синанович; доктор технических наук, профессор КАЛЫГИН Виталий Геннадьевич.

Официальные оппоненты: академик РИА и МИА, доктор техничеких наук, профессор СУЛИМЕНКО Лев Михайлович; кандидат технических наук, доцент НАЗАРОВ Вячеслав Иванович. •

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт удобрений и фунгицидов (НИУиФ), г. Москва.

Защита диссертации состоится « ^ »М^^Я_ 1995 г.

в « » час. на заседании специализированного совета К.063.44.04 в Московской Государственной академии химического машиностроения по адресу: 107884, ГСП, Москва, Б-С6, ул. Старая Басманная, 21/4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан » а1995 г

Ученый секретарь совета

Л. Г. ЦЫГАНОВ

- I -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие любой отрасли промышленности связано с разработкой и внедрением ресурсо- и энергосберегающих технологических процессов, высокопроизводительного оборудования, обеспечивающего требуемое качество полупродуктов и целевого продукта. Б то же время,- в условиях сложной экологической обстановки усовершенствование производств должно быть направлено на снижение загрязнения окружающей среды.

Производство стекла и стеклоизделий входит в число наиболее энергоемких. Процесс переработки многокомпонентной полидисперсных смесей исходных компонентов, часто дорогостоящих, в конечный продукт является многостадийным, и на каддом этапе возможно существенное снижение энергозатрат.

В настоящее время актуальным представляется исследование возможностей использования вторичннх продуктов химической промышленности в стекольном производстве. Имеющиеся дат гае о влиянии предварительной подготовки стекольных шихт на основе нетрадиционного сырья на процесс их дальнейшей переработки явно недостаточны для оптимизации технологических режимов". Традиционные методы определения характеристик пористой структуры, формирующейся в процессе механохимической активации шихт, являются дорогостоящими и требуют больших затрат времени. Вследствие этого мало изучена взаимосвязь структурных параметров предварительно скомпакти-рованных шихт с их теплофизическкми характеристиками.

Среди новых технологических процессов особый интерес представляют способы переработки отходов и вторичного использования их в качестве целевых продуктов как для стекловарения, так и в других областях.

Цель работы. Разработка способов и оборудования для механохимической активации стекольных шихт новых составов на основе вторичных материальных ресурсов (ВМР) и технологических режимов их термической переработки; исследование изменений физико-химических и структурно-механических свойств стекольных шихт новых составов и традиционных боросодер;кащих в процессе компактирования. Оценка влияния параметров формирующейся связной структуры на

интенсивность процесса плавления; разработка способов и оборудования для рекуперации стеклянных промышленных отходов.

В качестве исследуемых материалов использовались шихты на основе отходов производства соды, минеральных удобрений, зол тепловых электростанций (ТХ), отработанных формовочных смесей чугунолитейных цехов, борной кислота для стеклянного волокна .электротехнического назначения.

- Научная- новизна.-Предложены-физическая-модель коыпактиро-ванннх^сг.-ёнольных шюст ~{КС21) - как -твердого'"пористого" тела и ее математическое описание, адекватность которых доказана экспери-.ментально,. На базе^физической-ыодели-разработана математическая модель 'плавления- КОЫ,- учитывающая зависимость их тепло-физических характеристик" отшарзнетров- пористо"..:ст.рукт7,фщ,-:;Предло~ена'-шето-. дика определения' распределения :.пор~п о размерам в КС2т - ;;..-.

Практическая пеннрсть и реализация результатов -работы/ По результатам исследований разработаны новые составы стекольных иязт на основе_твердых.отходов Березняковского ПО "Седа", крем. негеля и - фосфогйпса^ ¿"~зторГганнх^продуктов_СоскресенскоЕ.о.. ПО " Минудобрение",:отработанных формовочных смесей чугунолитейных цехов Сумского машиностроительного объединения, зол Таллинской Т^С, предложены оптимальные режимы их компактирования и термической переработки, получены стекла, соответствующие техническим условиям, даны рекомендации по юс назначению.

Предложен способ, компактирования шихты на основе зол Тал' 'лкнекой-ТЗС,-защкщенный""п'ат~ёнтом—•.:л_-..■-_-'-'-.. '.'..

Установка' для определения "параметров"-пористой структуры - ■ компактированных полидисперсных материалов используется в лабораторных исследованиях.

Струйный питатель для подачи стекломассы новой конструкции ( положительное решение по заявке на изобретение) включен в технологическую линию по'переработке промышленных стеклянных отходов в бисерные шарики диаметром 1-6 мм в АО "Завод стекловолокн. " Красный химик" (г, Судогда).

Новый состав антикоррозионной композиции, содержащей в кач стве наполнителя отходы производства стеклянных микросфер, внед в производство в АО "Завод"Сланцы", г.Сланцы Ленинградской обл.

Автор защищает:

1. Результаты исследований физико-химических и структурно-механических изменений в стекольных шихтах ~ .фоцессе их контактирования.

2. Технологические режимы механохимической и термической ■ переработки шихт новых ресурсосберегающих составов.

3. Конструкцию валков со сменными элементами для пресса, включенного в с.тгму контактирования порошковых материалов,

4. Метод определения параметров пористой структуры компак-тированных шихт и результаты.лабораторных исследований.

5. Математическую модель плавления КСШ, разработанную на основа предложенной физической модели.

6. Конструкцию струйного питателя для схемы переработки' промышленных стеклянных отходов в бисерные шарики.

7. Способ рекуперации отходов стеклянных микросфер.

Аппгхзбация работа. Основные результаты диссертационной работы докладывались на XLIV (1991); XLV (1993)научно-технических конференциях МЙХМа, 'иежреспубликанской научно-технической конференции "Интенсификация процессов химической и пищевой техно-■ логии", г. Ташкент., 1993 г., Всесоюзной конференции " Метода исследований, паспортизации и выбора технологий переработки отходов применительно.к задачам машиностроительных и металлургических предприятий", г. Пенза, 1992 г., Международной конференции " люлтя и устойчивое развитие" QíEmRaV -VIII, г. Москва,1992, Международном конгрессе CH1SA - 93, Прага, 1993 г., Международной выставке "Авиакосмическая промышленность 93", г. Пекин, 1993 г.

Публикации. По материалам" диссертации получены Патент К> и положительное решение на изобретение, опубликованы 5 печатных 0 работ.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов. Работа изложена на 154 страницах, в том числе 114 страниц машинописного текста, содержит 29 рисунков, 12 таблиц и 7 приложений, включающих примеры программ расчета, документы, подтверждающие практическую значимость и связанные с использованием научных результатов работы, таблицы экспериментальных данных. Список использованной литературы содержит 115 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность настоящей работы, сформулированы ее цели, задачи, излагаются основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основе аналитического обзора известных процессов и оборудования стекольного производства предложено выделить три приоритетных направления их усовершенствования с цель снижения ресурсо- и энергопотребления: разработка новых cnoooout варки стекол из активированных шихт на основе BMP; разработка и совершенствование оборудования для кошактирования стекольных шихт новых составов; разработка способов и оборудования для peKj перации стеклянных промышленных отходов. Показано," что известные способы варки стекол предусматривают использование BMP в основнс в качестве вспомогательных компонентов шихт, возможности замены основных компонентов отходами производств рассмотрены недостаток но, не разработаны способы уплотнения стекольных шихт на основе BMP. До настоящего времени не разработана физическая модель КСШ, отражающая их пористую структуру. Применительно к исследуемым материалам отсутствуют данные об изменении физико-химических и структурно-механических свойств в процессе компактирования. Не обоснована возможность интенсификации процесса термической переработки за счет оптимизации параметров пористой структуры шихт; ■не изучено влияние последнихна теплофизичесние .характеристики .. КСШ.. Способы и оборудование для рекуперации отходов стекольных производств требуют усовершенствования.

Счетом изложенного были сформулированы задачи для теоретического и экспериментального исследования.

¿о второй главе ^изложены результаты разработки составов ci кольных шихт с применением BMP, способов и оборудования для их механохимической активации и технологических режимов их термичес кой переработки.

Исходя из предпосылок целесообразности вторичного использования промышленных отходов в стекольном производстве,выбраны BMI для замены традиционных сырьевых материалов, составлены шихты нг их основе (табл.1), проведена серия экспериментальных варок в лабораторных печах с электро- и газопламенным обогревом, в результате которых доказана возможность использования: зол ТХ в ка-

Таблица I

Содержание т 9 В шихтах,содержащих л к

окислов золу кремнегель содовые формовочные .фосфопшс

ТЭС отхода смеси

.57,62 47,25 62,08 69,83 64,0

СаО . 24,29 14,35 18,53 5,58 14,73

Уа2С 2,34 28, В5 15,73 16,40 19, ее

КпО 2,55 - - ■ - -

Ал^О^ Р е„ Су 5,84 2,05 0,С4 0,0^ I ,£5 4,31 1,90 0,03 . . • 0,03

1м 0 а РоОг, 2,55 - 0,72 0,34 -

0,90 1,0 - - 1,02

Т1 02 0,о-1 - - 0,25 •-

?-п0 0,14 - • - - -

в общ 0,70 3,24- - - 0,СЗ

г общ - 0,20 - - 0,20

честве комплексного сырья в производстве стехлскристалличесх:1х декоративных облицовочных материалов; кремнегеля, отхода пехов фтористых солей и экстракционной фосфорной кислоты, а так.~.е отработанных формовочных смесей чугунолитейных цехов как .крзмнйЯ-содер^ацих компонентов при зарке прозрачных стекол; твердых планов производства кальцинированно:"; соды аммиачным способом для введения оксида кальция в стекла строительного назначения; 'оос-фогипса, содержащего оксиды кальция и фосфора при получении закристаллизованных стекол, предложены тешературно-временнке режимы их термическоГт переработки.

Исследована возможность предварительной механохимической активации шихт новых.составов методом компактирования. По результатам экспериментального изучения зависимости прочностных свойств КСЭ от давления компактирования (рис.1) и содержания связующего

б -

1,4

0,6

f"

кг/м*

1600

1400

1200

100 150 .200 250 Давление компактироаания Р ,Ша

«У

"Рис.1 Зависимость коэффициента "сцепления С от 'давления

компактирования Р,

УД

2 4 6 8 Содержание связующего^

Рис.2 Зависимость плотности плиток ^ от содержания связукщего V

(рис.2) определены оптимальные режимные параметры процесса.

Предложен способ компактирования шихт, содержащих золу ТЭС, отходы обогащения фосфоритов и производства электродного кокса. С целью обеспечения стабильности процесса и однородности получаемых плиток контактирование проводят на валках со сменными элементами новой конструкции, разработанной совместно с АО "Завод "Стеклоагрегат" {рис.3). Валок содержит среднюю рабочую часть I, снабженную кольцевыми проточками 2, шейку валка 3, концевые элементы 4. Сменные элементы 5 выполнены в виде пластин, внутренняя поверхность которых, сопряженная с рабочей частью валка, а также внешняя поверхность имеют цилиндрическую форму. Обойма из шестнадцати сменных элементов 5 за счет специальных выступов закрепляется в кольцевых проточках фланцев и фиксируется в определенном положении с помощью шпонок б, расположенных в шпоночных канавках 7 и8 одного из элементов 5 и фланцев. Фланцы жестко скреплены со средней частью валка болтами 9.

о

Преимуществами данной конструкции являются простота изготовления составных элементов, снижение трудоемкости монтажа.

Для прогнозирования свойств КСШ предложена физическая модель, рассматривающая ее как твердое пористое тело. При выборе модели исходили из принципа дополнительности, согласно которому поровое пространство и твердая фаза взаимно дополняют друг друга,' и в зависимости от их роли в изучаемом явлении следует использовать модели стру туры скелета или порового пространства. Исходя из

редположения о корпускулярном строении твердого каркаса, применялась глобулярная модель,соснованная на гипотезах: I) о шарообразной форме частиц и распределении их по размерам , 2)о

- т

преобладании объема и поверхности твердой фазы над объемом и поверхностью контактов. Пористость твердого тела определяли по формуле:

где У'а.^/ор'-^ф; - максимальный радиус частиц, Х-- число

частиц в единице объема.

Для отражения свойств порового пространства применялась тр мерная капиллярная модель, согласно которой при заданной фуннци распределения пор по размерам^ (Я) можно рассчитать пористость

£ = //<Г-КТ $ ( 2 )

о

где К - коэффициент шероховатости стенок пор; V - извшшстост! пор, равная усредненному по плоскости сечения отношению длины г к их проекции на ось X. „'<"""

- . В третьей главе изложены результаты исследований етрукту] и физико-химических изменений в стекольных шихтах ресурсосбере! ющих составов в процессе контактирования. Приведены данные, к; щиеся боросодержащих шихт*. Исследование пористой структуры КС1 проводили методами электронной микроскопии, капиллярным и гидр статического взвешивания. Для изучения физико-химических свойс1 ..применялись РФА и РСФА.

Злектронографкческие исследования золосодержащей порошков шихты и уплотненной методом прессования в закрытой матрице при удельных давлениях 130 - 160 МПа и содержании связующего 6,0 % проводили на электронном растровом микроскопе ВЛ - 301 (ЧЕХОСЛОВАКИЯ). Экспериментальные данные о распределении частиц по размерам аппроксимировали нормальным распределением:

о)

характеризующимся медианой Л=0,584 мкм и стандартным отклонением диаметров от их среднего значения =0,19. Рассчитанная сс гласно принятой модели твердого каркаса по формуле (1) на оснс вании экспериментально найденой функции .[(^р), минимальная пор; стость компактированных золосодержащих шихт составляет 38 г же параметр определен экспериментально методом гидростатическ( взвешивания (32 %). Расхождение результатов не превышает 16 % Расчет осуществлялся также согласно модели порового пространс по формуле (2). Для экспериментального раскрытия функции Р( Я применен капиллярный метод определения распределения пор по р мерам, основанный на вытеснении смачивающей жидкости сжатым г зом. Для расчета радиуса пор Я, освобожденных от жидкости под давлением Р, применяли уравнение:

Я= в05в ( 4 )

0,5

0,4

0,2 0,4. 0,6 . 0,8 Диаметр пор, мкм Рис.4.Дифференциальная кривая распределения пор по размерам

Об относительном содержании пор, радиус которых лежит в интервале ¿Я судили по приросту газового потока при повышении давления о!р. Эксперимент осуществлялся на соз-®»^ данной лабораторной установке, включащей систему подачи сжатого газа и контроля давления, в которой происходит вытеснение жидкости, заполняющей капилляры твердого тела, систему ротаметров для измерения газовых потоков, проходящих через образец. Методика отличается экспрессностью, дешевизной, доступностью оборудования

и может быть применена для исследования уплотненных порошковых материалов различной химической природы. Рассчитанная на основе экспериментальных функций Р (Я) (рис.4), для золосодержащих шихт величина £ = 34 % имеет отклонения от данных, полученных электро-нографическим методом и гидродинамическим взвешиванием, не более II %, что подтверждает корректность применения данной методики. Определенные различными методами значения £ соответствуют тетра-эдрической упаковке частиц. Хорошая корреляция результатов, полученных на основе глобулярной модели твердого каркаса и капиллярной модели порового пространства,с другими экспериментальными данными подтверждает правильность исходных представлений о строении КСШ и возможность прогнозирования на их основе свойств, определяемых морфологией. . г

Наиболее важными с точки зрения дальнейшей переработки КСШ являются их теплофизические характеристики, определяющие динамику теплопереноса, а, следовательно, эффективность работы термических реакторов - наиболее энергоемкого оборудования стекольного производства. Теплопроводность тел, значение пористости которых лежит в интервале 26 - 52 %, что соответствует плотной тетра-эдрической упаковке частиц, согласно формуле В.З.Богомолова определяется пористостью £ и теплопроводностью газовой фазы Л % '

т±ож

ж

( 5 )

Расчетное значение Л = 0,43*0,52 Вт/¡Ж для КСШ с пористостью 34 36 % совпадает с имеющимися экспериментальными данными 0,43 * 0,49 Вт/мК.

Процессом, лимитирующим стадию термической переработки стекольных шихт, является их плавление. Для описания плавления плиток КСШ при следующих условиях:

I) высокая порозность засыпки плиток обеспечивает распространение излучения и обогревающих газов по всему объему слоя и ведет к быс трому образованию расплава на поверхности каждой'плитки; 2) толщина расплавленного поверхностного слоя значительно меньше толщины плитки и постоянна во времени; 3) скорость плавления плитки не меняется по длине печи; 4) градиент температур по толщине плитки является преобладающим;

предложена математическая модель, основанная на решении одномерного нестационарного уравнения теплопроводности:

с краевыми условиями:

, >0

5 ТТ., = Ш, 11), У )-Тпл , „^ <. и , I = ч /, * ■

пх>£ К -С 1/ Р Р -Ч' ч) Н- У

Ъ (хо)=а01 4¿х ; ¿=0,/,^

) *тгр , ¿-о.з 0¿)/¿.L

Данная система уравнений может быть решена численными методами с применением ПВМ, что позволит рассчитать оптимальные температурные режимы нагрева плиток, обеспечивающие увеличение производительности термических реакторов.

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

Формирование связной структуры КСШ с более высокими по сравнению с сыпучей шихтой структурно-механическими и теплофизически-ми характеристиками происходит как за счет прочных когезионных связей между частицами, так и в результате химического взаимодействия компонентов.

Возможность протекания твердофазных реакций под действием -давления компактирования изучена нами на примере бинарных систем, включающих компоненты шихт для стеклянного волокна электротехнического назначения: ¿¡ 02 + Н3ВО3; AlgOg + Н^ВО^; MoCOg + HgBO^; CaC03 + HgBOg в соотношениях 50:50 масс, %. Смеси компактирова-лись на прессе УМ?<1 - 50 при удельном давлении 100 Ша, часть образцов подвергались дальнейшей термообработке при температуре 1200°С в течение 120 минут. Исследование проводили методом ГСМ, основанным на оценках изменений энергетических характеристик атомов в химически неэквивалентных состояниях. Анализ экспериментальных данных, основанный на предположении о диссоциации борной кислоты при нагреве смесей в результате трения:

2 Н3ВО3 -5SS-3J. в203 + 3 Н20 * ,.....

показал, что при сближении с молекулой В^^ в оксидах кремния и алюминия происходит разрыхление молекулярных орбиталей, вызванное взаимодействием с оксидом более выраженного кислотного характера. В оксидах кальция и магния в составе карбонатов связь металл- кислород усиливается, что вероятно связано с превращением карбонатов в бораты по схеме:

аН20 + CaCOg + В203 — CaO BgOg aH20 +C0gf

вН2о + ь^со3 + в2о3 — м^о в2о3 вН20 +со2*

Сравнение компактированных смесей до и после термообработки(табл2)

Табл;ща Z

"нергетический сдвиг, эВ Способ активации

линии атома в системе компактирование компактирование+

термообработка

к* si sí 02+b203 +0,47 +0,51

kji Se sc-02+b203 -3,60 -3,69

к* ai ai203+b203 +0,28 +0,27

Ч ai ai203+b203 -2,5 -2,2

Ч Y m^c03+b203 +0,34 +0,27

показывает, что' интенсивность'взаимодействий з-результате дополнительного воздействия высоких 'температур возрастает незначительно.

Изменения химического состава многокомпонентных систем в условиях прессования рассмотрены на примере золосодержащих шихт. Рентгенофазовьгй анализ (ДР0Н-0,5, Си К^-излучение, Мо - фильтр) образцов'порошковой шихты и уплотненной в закрытой матрице при удельном давлении 150 Ша и влалснооти б % позволил идентифицировать в уплотненной шихте новые фазы: CaiOrDg, СаЗОд 2Н2О, СаСО^, отметить уменьшение-содержания кристаллических фаз: CaO, CaSO^-вследствие химических превращений, а также измельчениеjS-кварца.

Полученные результаты показывают,- что I) ускорение стекло-образования на стадии термической переработки пСи связано с- частичным протеканием химических превращений в ходе механоактизации; 2) упрочнение получаемых при комлактис-овании плиток в результате увлажнения объясняется участием воды з химических взаимодействиях компонентов стейольн:.',-: шихт; 3) отмеченное ранее снижение по-рхс-тости реальной структуры КС,! по сравнению с теоретической обусловлено заполнением свободного пространства в области-контактов частиц новыми твердыми фазам;;.

Четвертая глава посвящена разработке способов и оборудования для рекуперации твердых про;,шшлекных отходов стекольного про изводства.

СПГ-,

Рис. 5. Технологическая схема переработки промышленных отходов стекольных производств в бисерные шарики

Предложена технологическая схема переработки промышленных отходов в стеклянные бисерное шарики ( рис.5 ), включающая термический реактор для переплавки стеклянных отходов I, струйный питатель для подачи стекломассы 2, режущее устройство 3, камеру формования 4, приемную камеру 5, классификатор б. Переплавка отходов осуществляется в термическом реакторе непрерывного действия при температуре 1450 £ 20°С. Формование цилиндрических гранул из расплавленной стекломассы осуществляется с помощью струйного питателя, вмонтированного в выработочной части печи, режущего устройства, представляющего собой ротор, снабженный ?0-80 ножами. Потоком сжатого воздуха гранулы направляются в камеру формования, где при температуре 1420 °С, поддерживаемой за счет сгорания жидкого топлива, оплазляются и приобретают сферическую форму за счет сил поверхностного натяжения. Топочные газы отводятся через вертикальную вытяжную трубу. Охлаждение и стабилизация форш шариков происходит в горизонтальной цилиндрической приемной камере. Из лотка приемной камеры шрини поступают в классификатор, где в зависимости от назначения "рассеиваются на фракции: менее 4 мм; 4-5 мм; 5-6 мм. Производительность опытно-промышленной установки по стекломассе 2,0-2,2 т/сут

С целью повышения производительности данной технологической линии и улучшения-качества стекломассы,-по- -ступающей на формование гранул, была разработана новая конструкция струйного питателя (рис.6). Питатель включает элёктрообогреваеынй полый элемент 3 в виде усеченного конуса, снабженный в верхней части фильтрующей сеткой 10, цилиндрический полый элемент I, жестко насаженный на элемент 3 и соединенный с кольцевыми токоподводаыи 2,4, дополнительную камеру 5 в виде усеченной пирамиды, две боковые грани которой заменены цилиндрическими поверхностями. В верхней части камеры установлен рассекатель б, равномерно распределяющий

Рис.б.Конструкция струйного питателя

поток стекломассы по днищу, а в нижней ее части расположены два круглых электрода для дополнительного подогрева стекломассы. Днище представляет собой пластину с отверстиями в один ряд, переходящую в нижний токоподвод 8. Оптимальное с точки зрения энергозатрат и требуемого распределения температур на днище, отношение высоты камеры 5 "h" к ширине днища "й" составляет 3,5 * 4. Предлагаемая конструкция питателя позволяет повысить его производительность с 1,5 до 1,8 т/сут.,^ vo есть на 20 % по-сравнению с известными. Конструкция внедрена в АО "Завод стекловолокна "Красный химик". .' '

С целью вторичного пользования отходов производства микрошариков малых диаметров L : 1000 мкм, получаемых обжигом стеклянной крошки в шахтной печи, разработан способ получения композиционных материалов антикоррозионного назначения - холодных битумных мастик, включающих указанные BMP в качестве наполнителя. Лабораторные исследования получаемых покрытий, проведенные согласно ГОСТ Pi>, показали хорошую адгезию к металлическим поверхностям, повышенные прочность при ударе, термостойкость, защитные свойств? по сравнению с известными аналогами. Способ внедрен в производство в АО "Завод "Сланцы" г. Сланцы Ленинградской обл.

основные рьзультать! и вызоды

1. Предложена физическая модель КСШ, адекватность ее доказа наэкспериментально на примере шихт новых составов, содержащих ВМ

2. Разработана конструкция прессующего валка со сменными эл ментами, входящего в технологическую схему компактирования свекольных шихт. По результатам проведенных исследований структурно механических характеристик уплотненных шихт новых составов определены оптимальные значения удельного давления компактирования v влажности исходного сырья. Предложен способ компактирования зо-лосодеркащих стекольных шихт.

3. Определены режимы термической переработки шихт, содержащих золы ТЯС, твердые шламы содового производства, отработанные формовочные смеси чугунолитейных цехов, кремнегель; фосфогипс.

4. Предложена методика и создана лабораторная установка дш

изучения параметров пористой структуры КС III ( максимального и минимального диаметра пор, распределения пор по размерам ). Применение новой методики позволило, исходя из физической модели твердого каркаса и порового пространства, определить структурные характеристики КСЩ новых составов.

5. Разработана математическая модель плавления ХСШ, учитывающая зависимость теплофизических характеристик от параметров по-' ристой структуры КСИ.

6. Изучены химические превращения в золосодеряещих шихтах, а также изменения энергетических характеристик компонентов боро-содерлеащих шихт для "стекол электротехнического назначения -в про-' цессе компактиоовзния.

* 7. Разработана конструкция струйного"питателя для подачи стекломассы, включенного в технологическую линию переработки твердая промылленнах"стеклянных'отходов "в" бисерные, шарики диаметром 1-6 мкм. Конструкция обеспечивает высокую производительность и необходим.э технологические свойства стекломасса.

8. С'целью втооичного использования отходов производства миксоиариков малых диаметров доказана возможность их применения в антикоррозионных композициях в качестве наполнителей.

9. Внедрены в производство новые ресурсосберегающие процессы и аппараты, разработанные в результате экспериментальных и теоретических исследований. —---

' обозначений,. ьазйо^^машй^в-'тстё' • --- :

Я - коэффициент теплопроводности, Вт/м К; С - коэффициент тепло*- о

емкости, Дж/кг К; у - плотность, кг/м ^скорость движения шихты, м/с; Тпд- температура плавления жидкой фазы,°С; ТГр- температура на поверхности расплавленного слоя; Со - начальная температура шихты; Ь - длина зоны плавления, м; / - удельная теплота плавления, Дж/КГ; о0 - когдрфициент плотности при температуре фазового перехода, кг/м^; Х,У -пространственные координаты; Тг,Т -температуры обогревающих газов и излучающего слоя стекломассы; Т - температура шихты; Н,Н - начальная И конечная высота слоя шихты, м; ^¿(у) - грашгцы поверхности шихты=0,3 и фазовых фронтов I =1,2;, Кт, К2- коэффициенты теплообмена, Вт/м%4.

иСНОЗНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

1, Перспективы использования отработанных формовочных смесей в стекольном производстве/ Е.В. Петрова, Ю.Н. Скрынник, В.Г. Калугин, О.С. Чехов - В кн. Тез. докл. " Методы исследования , паспортизации и выбора технологий переработки отходов в машиностроительном и металлургическом производстве", Пенза,1992,с. 80-81.

2.Арр£с.са.-Ыок of юс/и ¿ndnjlxy wcijLí (oí [огос^исНеа./

CV.Peltovat Yü./S Зс-tynrt-iÁ.! V. Kaly0Lf<i/ O.S.OheLhcv, Ъ.Й.Явх-г-¿pva-fi wo*t,¿ol'сок.?сч.с.ий& £H£N Rfl/V VIII " Cfycm-isítj a^i juj-ía-cna&Ee. Ho-ico\A/, !$9Z, p. ¡1Í-/77

' S.UiCtLzaíiorb ol jocJpl OJA. wadée.-} ¿>^louj

Sfbryyi>iL&, Yu./Z PekiOVDi £. Kadygín V.Cr^ -//16 ¿nU/b-rt-aécencd. Lor-otcj-i ¿¿-Li-yuLet^, Bn^ifbtCí'M ¿Áí^Je^ot EctuLptyie.i-t.4r De^ín. a Jo/ JuLoMctkion. . CHZSa'.93. P ta Ясс. <99$. ^ ú

4. Скрынник Ю.Н., Калыгин В.Г., Петрова Е.В., Чехов О.С. Исследование возможностей использования отработанных формовочных с:,{всей в производстве стекла //'Химическое и нефтяное машиностроение. 1993. - № 5. - с. 30-31.

5. Использование промышленных отходов на стекольных заводах/ Е.В. Петрова, В.Г. Калыгин, и.С. Чехов - 3 кн. : Тез.докл. " Интенсификация процессов химической и пищевой технологии", Ташкент, 1993 , с. 195.

6. Пат. R6.2001026 CI, , СОЗВ 1/00. Способ подготовки стекольной^ шихты/ Саркисов П.Д., Смирнов В.Г., Боркоев Б.М., Джума-гулов С.Д,,Калыгин В.Г., Петрова Е.В., Опубл. Х5Л0.УЗ, Б.И.К37-3

7. заявка на а.с. ¡;ü 93-013183/33 от 12.03.93, пол. решение от 29.11.93, Струйный питатель для подачи стекломассы/ Г.В. Гусев A.A. Данилов, A.B. Зюзин, В,Г. Калыгин, Н.И. Комков, К.В. Нагуле-вич, Е.В. Петрова .

/.',! t/гУ