无机非金属材料制品

2020/2/26合肥学院化学与材料工程系11.7无机非金属材料制品及其加工2020/2/26合肥学院化学与材料工程系21.7.1水泥制成一、熟料的贮存水泥熟料出窑后，不能直接运送到粉磨车间粉磨，而需要经过贮存处理。熟料贮存处理的目的如下：降低熟料温度,保证粉磨机械正常工作改善熟料质量，提高熟料易磨性保证窑、磨生产平衡，有利于控制水泥质量2020/2/26合肥学院化学与材料工程系3二、水泥组成材料及其作用水泥的组成材料主要有熟料、石膏和混合材。1.混合材的分类及作用在磨制水泥时，可以掺加数量不超过国家标准规定的混合材。其目的是为了：增加水泥产量，降低成本；综合利用工业废渣，减少污染；改善和调节水泥的某些性质；可改善水泥的安定性，而且强度有所提高。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系4混合材料按其性质分为活性混合材料和非活性混合材料。（1）活性混合材料凡是天然的或人工制成的矿物质材料，磨成细，加水后其本身不硬化，但与石灰加水调和成胶泥态，不仅能在空气中硬化，并能继续在水中硬化，这类材料,称为活性混合材料或水硬性混合材料。国家规定的活性混合材料有以下三类：粒化高炉矿渣粉煤灰火山灰质混合材料2020/2/26合肥学院化学与材料工程系5（2）非活性混合材料非活性混合材料，又称填充性混合材料，是指质量的活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰性的水泥混合材料，以及砂岩和石灰石。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系62.石膏的作用掺入石膏具有以下作用：调节凝结时间，一般掺加入量为3%~6%。对于C3A含量高的熟科，石膏掺量也要相应增加。对于矿渣硅酸盐水泥来说，石膏又是促进水泥强度增长的激发剂。但石膏过多会影响水泥长期安定性，这是因为石膏中SO3同水化铝酸钙作用而形成钙矾石，体积显著增加，从而导致水泥石结构破坏。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系73.水泥制成（1）水泥粉磨设备（2）粉磨制品的细度要求（3）影响粉磨效率的因素2020/2/26合肥学院化学与材料工程系8（1）水泥粉磨设备管球磨粉磨2020/2/26合肥学院化学与材料工程系9立式磨系统2020/2/26合肥学院化学与材料工程系10挤压粉磨2020/2/26合肥学院化学与材料工程系11（2）粉磨产品的细度要求水泥磨得越细，表面积增加得越多，水化作用越快：0~10μm，水化最快；3~30μm，是水泥活性主要部分；＞60μm，水化缓慢：＞90μm，表面水化，只起微集料作用。但是，因水泥比表面积大，水泥浆体要达到同样流动度，需水量就越多，将使水泥石中因水分过多引起孔隙率增加而降低强度。因此，水泥细度过粗或过细均不合适。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系12（3）影响粉磨效率的因素克服物体变形时的应力与质点之间的内聚力以及生成新的被粉磨物料的表面能，主要决定于被粉磨物料的性质。它可以概括用易磨性或易磨性系数(或指数)来表示物料被粉磨的难易程度。煅烧设备的影响立窑熟料＞湿法回转窑熟料＞干法回转窑熟料＞回转窑熟料+矿渣。熟料组成的影响SM、C2S高，易磨性差；Al2O3、C3S和KH高，易磨性好。煅烧情况的影响2020/2/26合肥学院化学与材料工程系13其他影响因素：入磨物料的粒度入磨物料温度入磨物料水分产品细度与喂料均匀性助磨剂磨机通风选粉效率与循环负荷料球比及磨内物料流速新型高细磨2020/2/26合肥学院化学与材料工程系14入磨物料的粒度降低入磨粒度，可以降低粉磨电耗和单位产品破碎粉磨的总电耗。但是，入磨粒度不能过小，随破碎产品粒度的减小，破碎电耗迅速增加，使破碎和粉磨的总电耗反而增加。经济粒度2020/2/26合肥学院化学与材料工程系15入磨物料温度熟料温度对磨机产量与水泥质量都有影响。入磨物料温度高，物料带入磨内大量热量加之磨机在研磨时，大部分机械能转变为热能，致使磨内温度较高。而物料的易磨性是随温度升高而降低。磨内温度高，易使水泥因静电引力而聚结，严重时会粘附研磨体和衬板，从而降低粉磨效率。试验证明，加入磨物料温度超过50℃。磨机产量将会受到影响，如超过80℃，水泥磨产量约降低l0%~15%。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系16入磨物料水分入磨物料水分对于干法生产的磨机操作影响很大。入磨物料平均水分达4%，会使磨产量降低20%以上。严重时甚至会粘堵隔仓板的蓖缝，从而使粉磨过程难以顺利进行。但物料过于干燥也无必要，不但会增加烘干煤耗，而且保持入磨物料中少量水分，还可以降低磨温，并有利于减少静电，提高粉磨效率。因此，入磨物料平均水分一般应控制在1．0%~1．5%为宜。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系17产品细度与喂料均匀性所粉磨的物料要求细度越细，物料在磨内停留时间就越长。为使磨内物料充分粉磨，达到要求细度，就必须减少物料喂入量，以降低物科在磨内流速；另一方面、要求细度越细，磨内产生细粉越多，缓冲作用越大，粘附现象也较严重。如果喂料太少，产量降低。这是因为钢球降落时，并不是全部在粉碎物料．而是相互撞击，结果没有作有效功，只将能量变为热传给磨机。反之，喂料量过多，研磨体的冲击力量不能充分发挥，磨机产量也不能提高。由此可见，欲获得磨机最高产量，均匀喂料是重要一环。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系18助磨剂水泥助磨剂是一种提高水泥粉磨效率的外加剂。它能消除研磨体和衬板表面上的细粉物料的粘附和颗粒聚集成块的现象，强化研磨作用，减少过粉碎现象，从而可提高磨机粉磨效率。尤其是粉磨很细的商标号水泥，助磨剂的效果更为显著。助磨剂的种类很多，其中以表面活性物质如：三乙醇胺、乙二醇、多缩乙二醇等助磨效果较好。此外、还有烟煤、焦炭等炭素物质也可用于干法生料磨或水泥磨的助磨剂。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系19磨机通风加强磨机通风是提高磨机产量，降低电耗的措施之一。因为加强磨机通风可将磨内微粉及时排出，减少过粉碎现象和缓冲作用，从而可提高粉磨效率；其次加强通风，能及时排出磨内的水蒸气，减少粘附现象，防止糊球和篦孔堵塞，以保证磨机的正常操作；加强通风还可以降低磨机温度和物料温度，有利于磨机操作和提高水泥质量；此外还能消除磨头冒灰，改善环境，减少设备磨损。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系20选粉效率与循环负荷闭路磨机选粉效率的高低对于磨机产量影响很大。因为选粉机能将进入选粉机的物料中合格细粉分离出来，改善磨机粉磨条件，提高粉磨效率。然而，选粉效率高，磨机产量不一定高，因为选粉机本身不能起粉磨作用。也不能增加物料的比表面积。所以选粉机的作用一定要同磨机的粉磨作用相配合。才能提高磨机产量并降低电耗。循环负荷决定于入磨和入选粉机的物料量，能反映磨机和选粉机的配合情况。为提高磨机粉磨效率。减少磨内过粉碎现象，就应适当提高循环负荷。循环负荷应根据设备条件及操作情况，控制在一个合适的范围。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系21料球比及磨内物料流速料球比就是磨内研磨体质量与物料质量之比。球料比太大太小，电耗都会增加。磨内物料流速太快，难以保证产品细度；若流速太慢，降低粉磨效率。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系221.7.3玻璃的成型与玻璃制品的加工一、玻璃的成型二、玻璃的切割、磨边、钻孔、喷砂与蚀刻三、玻璃表面清洁处理四、玻璃的研磨与抛光五、平板玻璃的深加工2020/2/26合肥学院化学与材料工程系23一、玻璃的成型玻璃的成型通常是指由熔化的质量符合要求的玻璃液来制成具有一定形状与尺寸的玻璃制品的过程。1.平板玻璃的成型2.玻璃纤维的成型3.玻璃管的成型4.玻璃瓶罐的成型2020/2/26合肥学院化学与材料工程系241.平板玻璃的成型自20世纪80年代以来，我国平板玻璃的产量一直位居世界第一。GlobalGlassMarket2020/2/26合肥学院化学与材料工程系25平板玻璃的现存的成型方法有：浮法、垂直引上法、平拉法、压延法。其中，浮法具有优质高产、易操作和易实现自动化等优点。除了压延法仍用于生产牙花、夹丝玻璃外，其他方法现已被占主导地位的浮法所取代。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系26浮法是指玻璃液流漂浮在熔融金属表面上生产平板玻璃的方法。该法是由英国Pilkington公司1959年研究成功。中国的第一条浮法玻璃生产线于1981年在洛阳通过鉴定，现有浮法线近百条，占世界1/3以上。浮法玻璃工艺示意图2020/2/26合肥学院化学与材料工程系272020/2/26合肥学院化学与材料工程系28按玻璃拉薄过程冷却的方式，浮法成型分为强冷重热拉薄法和徐冷拉薄法：2020/2/26合肥学院化学与材料工程系292020/2/26合肥学院化学与材料工程系30玻璃管的成型垂直拉升法2020/2/26合肥学院化学与材料工程系31平拉法2020/2/26合肥学院化学与材料工程系32玻璃瓶罐的成型压-吹法2020/2/26合肥学院化学与材料工程系33吹-吹法2020/2/26合肥学院化学与材料工程系342020/2/26合肥学院化学与材料工程系35Floatsection2020/2/26合肥学院化学与材料工程系362.玻璃纤维的成型2020/2/26合肥学院化学与材料工程系372020/2/26合肥学院化学与材料工程系382020/2/26合肥学院化学与材料工程系392020/2/26合肥学院化学与材料工程系40二、玻璃的切割、磨边、钻孔、喷砂与蚀刻1.玻璃的切割玻璃的切割方式主要有机械切割和火焰切割两种。2.玻璃的磨边磨边是为了使切割后玻璃的锋利边缘变光滑。3.玻璃的钻孔常用的钻孔方法有超硬钻钻孔、研磨钻孔、超声波钻孔、冲击钻孔等。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系414.喷砂与蚀刻喷砂主要用于玻璃表面磨砂及玻璃商标的打印等，也可用于加工艺术玻璃或玻璃浮雕。喷砂是利用高压空气通过喷嘴的细孔时所形成的高速气流，带着细粒的石英砂或金刚砂等喷吹到玻璃表面，使玻璃表面的组织不断受到砂粒的冲击破坏，形成毛面。蚀刻是利用氢氟酸对玻璃表面的腐蚀，使平滑的表面变成无光泽的毛面，起到使玻璃表面产生光漫射的作用。蚀刻只是利用化学法对玻璃表面腐蚀使之成不透明毛面，它不像研磨或喷砂而成的毛面玻璃，表面产生许多微裂纹，因此蚀刻玻璃的机械强度要高于机械研磨的磨砂玻璃。2020/2/26合肥学院化学与材料工程系42三、玻璃表面清洁处理玻璃放在空气中，立即吸附大气中的气体和水分，和某些无机物和有机物接触时，也能将其吸附在玻璃的表面。同时由于表面的极性，带静电的灰尘会附着在玻璃的表面。如果在空气中储存时间过久，玻璃就会发生风化，表面产生风化膜和风化产物。这些均应视为玻璃表面的污染。因此，在玻璃在进行深加工前，常需要对表面进行清洁处理。常用的清洁处理方法有：清洗液清洗法有机溶剂蒸气脱脂紫外辐照处理2020/2/26合肥学院化学与材料工程系43四、玻璃的研磨和抛光玻璃的机械研磨是使用磨料在磨盘压力下对玻璃表面作相对运动，将玻璃的不平或成型时留下的多余部分磨去，获得具有平整表面的玻璃。但经机械研磨的玻璃通常粗糙，透光性明显下降。为此，需对玻璃进行抛光处理。从过程上讲，抛光同研磨过程相似，只是所用的磨料要细得多，通常采用抛光液或抛光膏。磨削理论流动层理论化学理论1.玻璃的机械研磨和抛光2020/2/26合肥学院化学与材料工程系44玻璃研磨过程中标志研磨速度和研磨质量的是磨除量(单位时间内被磨除的玻璃数量)和研磨玻璃的凹陷深度。磨除量大即研磨效率高，凹陷层深度小则研磨质量好。二者主要受以下因素影响：磨料的性质和硬度磨料悬浮液的浓度和给料量磨盘转速和压力磨盘的材料玻璃的组成2020/2/26合肥学院化学与材料工程系45研磨后的玻璃表面有凹陷层，下面还有裂纹层，因此玻璃表面是散光而不透明的。必须把凹陷层及裂纹层都抛去才能获得光亮的玻璃。影响抛光的工艺因素主要有：抛光材料的性质、浓度和给料量抛光盘转速和压力周围空间温度和玻璃温度抛光悬浮液的性质抛光盘的材料2020/