189739. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilikátalapú szálas anyagok előállítására, az előállítás hőenergia szükségletének megállapítására
1 Különböző mennyiségű kalciumkarbonát , magnéziumkarbonát és kohósalak adalékot tartalmazó nyersanyagkeverék minták differenciál-termoanalitikai függvényábráiból a 450°C feletti hőmérséklettartományban lejátszódó dekarbonizáláshoz és az 1100°C feletti hőmérséklettartományban lejátszódó olvadékképződéshez tartozó függvényszakaszok területi integráljainak összegét figyelembevéve, a nyersanyagkeveréket az összegek minimumához tartozó minta összetétele szerint állítjuk össze. A találmány szerinti eljárás példaképpen! foganatosításí módjait szilikátalapú ásványgyapot gyártására vonatkozólag ismertetjük. Az 1. ábra a bazalt és mészkő rendszer különböző összetételeire vonatkozó DTA függvényábrákat, a 2. ábra a dekarbonizáláshoz és olvadékképzéshez szükséges hőenergia szükségletek függvényábráit, a 3. és a 4. ábra a bazalt és dolomit rendszer megfelelő függvényábráit, az 5. és a 6. ábra a bazalt és salak rendszer megfelelő függvényábráit, végül a 7. ábra a bazalt, dolomit és salak hármas rendszer különböző összetételeire vonatkozó DTA függvényábrákat mutatja. Az ásványgyapot kedvező mechanikai, fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező hőszigetelő anyag, amelynek előállítása energiaigényes ugyan, de nyersanyagaink tömeges előfordulása és alacsony kitermelési költsége következtében a gyártása gazdaságos. Az ásványgyapot előállítása során az 50-120 mm szemnagyságú bazaltot, diabázt vagy elvileg bármely szilikátos kőzetet mészkő, vagy dolomit adalékkal elegyítve aknakemencében, közbeiktatott kokszrétegekkel megolvasztják. Az olvadékból centrifugális szálazóberendezés szálasanyagot készít, amelyet levegőáram ülepít a kihordószalagra. Ebből az ásványgyapotból műgyantaoldat ráporlasztása után hőszigetelő idom testeket készítenek. 1. példa Szálas anyag előállítása bazalt és mészkő rendszerben Az üzemi gyakorlatban használatos Zalahaláp-i bazaltból valamint Polgárd-i mészkőből 60 ptm alatti töretét készítünk. Ebből a töretből 0, 5, 10, 15, 20, 25 és 30% mészkőtartalmú homogenizált viszgálati mintát állítunk Össze. Ezeket a mintákat valamint a tiszta bazaltot 1500°C méréstartományú derivatográfon 2 g-os beméréssel termoanalitikai vizsgálatnak vetjük alá. A kapott felvételeket értékelve a következő megállapításra jutottunk. A DTA görbe 800 és 900°C között jellegzetes minimumot mutat, amely a mészkőben levő CaC03 dekarbonizációs hőenergia igényét jelenti. A minimum alatti terület egyben a hőenergia igénnyel arányos is. Az olvadékképződés 1150-1250°C hőmérsékleten történik meg, amit az e tartományban jelentkező újabb görbeminimum mutat. A DTA görbéket a mészkő százalékos növekedésének megfelelő sorrendben egymás alá helyezzük. (1. ábra) Szemrevételezés alapján a következők állapíthatók meg: növekvő mészkőtartalommal arányosan növekszik a dekarbonizációs hőenergiaszükséglet és ugyanakkor kisebb mértékben, de folyamatosan csökken az olvasztási hőenergiaszükséglet. Az olvadékképződés 25% mészkőtartalomig zavartalan, egyfázisban lejátszódó folyamat. A 30%-os mészkő2 tartalomnál jól látható, hogy az olvadékképződés már nem egyfázisban jön létre és ezért ez az összetétel már üzemi olvasztásra nem alkalmazható. A görbe alatti területeket Integrálva számszerűen megkaphatjuk az egyes keverékek hőenergiaszükségletét mind a részfolyamatra mind a teljes egészre vonatkozóan. Az értékelést célszerűen a tiszta bazalt teljes olvasztási hőenergiaszükségletéhez viszonyítjuk. A bazalt-mészkő rendszer olvasztási hőenergiaszükséglet viszonyszámait az 1. táblázat mutatja. ____________________________________1. táblázat Mészkő A bazaltra vonatkoztatott dekarbonizálási olvadék- összes képzési hőenergiaigény % MO BO 0 0 100 100 5 7,1 75,5 82,6 10 14,3 59,2 73,5 15 21,1 45,5 66,6 20 28,6 44,5 73,1 25 35,4 44,9 80,3 30 42,8 49,0 91,8 Az 1. táblázat adatait grafikusan ábrázolva (2. ábra) szembetűnik, hogy a dekarbonizálási hőenergiaigény (MO) gyakorlatilag a mészkő százalékos mennyiségével egyenes arányban azaz lineárisan nő. Az olvadékképződés hőenergiaigénye (BO) a mészkő százalékos növekedésével csökken, de e csökkenés r ém lineáris. Jól látható, hogy a mészkő százalékos mennyiségének növekedésével az olvadékképződés hőenergiaszükséglete (BO) mind kisebb mértékben csökken. A fenti két adatból megszerkesztve az összes hőenergiaszükséglet görbéjét (eO) egyértelművé válik, hogy 15% mészkőtartalom mellett a legalacsonyabb a rendszer összes hőenergiaszükséglete. Mivel más kizáró jelenség nem tapasztalható ezen összetétel alkalmazása a legcélszerűbb az üzemi körülmények között. 2. példa Szálas anyag előállítása bazalt és dolomit rendszerben Az első példa szerint járunk el, azzal a különbséggel, hogy a mészkő helyett 0, 5, 10, 15, 20, 25 30%-ig terjedő mennyiségben dolomitot adagolunk. A növekvő dolomitmennyiség sorrendjében egymás alá felrajzolva a DTA görbéket (3. ábra) a következők láthatók: 700 és 750°C valamint 750 és 850°C között egy, a dolomit növekvő százalékos mennyiségével arányos páros minimum jelentkezik, amely a dolomitban levő kalcium- és magnéziumkarbonát dekarbonizációs hőenergiaigényét jelenti. Az olvadékképződés 1100— l250°C-ig játszódik le, valamennyi összetételnél egyenletes lefutással homogén módon. A görbéket az 1. példa szerint értékelve, a bazaltra vonatkoztatott olvasztási hőenergiaszükséglet viszonys/ámait a 2. táblázat tartalmazza. 189 739 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
