Незначительное вспенивание смесей в атмосфере азота можно объяснить тем, что основная часть газов, образующихся при окислении углерода сорбционной влагой, выделяется до начала спекания смеси, и вспенивание происходит за счет сравнительно небольшого объема газов, возникающих при взаимодействии углерода с химически связанной водой.
При этом удовлетворительное вспенивание наблюдается при более низком содержании углерода (0,25— 0,4%), что связано с ускорением капсуляции частиц газообразователя стекломассой при более низкой его концентрации. Процесс вспенивания активизируется также и при увеличении содержания в стекле связанной воды.
В окислительной среде для всех смесей характерно слабое вспенивание (Kv<=2) и неравномерная структура пеностекла, что, по-видимому, связано с окислением значительного количества углерода до завершения процесса спекания пенообразующей смеси.
Таким образом, при отсутствии SО3 в стекле окислительно-восстановительный процесс в спеках пенообразующих смесей протекает частично за счет взаимодействия углерода с водой, сорбированной на поверхности смеси и содержащейся главным образам в стекле химически связанной воды (реакции):
Так как в случае сорбированной влаги процесс ограничен водосодержанием стекла, объем выделяющихся газов невелик и вспенивание смесей недостаточное.
При этом интенсивнее вспениваются смеси с небольшим содержанием углерода, в которых обеспечивается достаточный контакт между частицами, стекла и более раннее образование на поверхности спеков стекловидной газонепроницаемой пленки, препятствующей выходу образующихся газов.
С увеличением концентрации углерода в смеси процесс спекания ее замедляется вследствие ухудшения контакта между частицами стекла. Поэтому образующиеся при взаимодействии водяных паров и углерода продукты частично или полностью выделяются в атмосферу печи, и процесс вспенивания тормозится. В присутствии кислорода в атмосфере печи ускоряется окисление углерода в поверхностном слое смеси, поэтому вспенивание пеностекла во внутренних слоях спека несколько интенсифицируется. Однако в этом случае, как и в нейтральной среде при высокой концентрации углерода, нарушается однородность структуры пеностекла, что можно объяснить неодновременной и неравномерной капсуляцией частиц газообразователя стеклом, а также локальным изменением вязкости расплава при окислении в нем углерода.
Исследование пенообразования в смесях на основе стекол, не содержащих SО3, показало, что в процессе вспенивания пеностекла принимают участие водяные пары, содержащиеся в стекле в виде сорбированной влаги или химически связанной воды.
Однако образующиеся в результате взаимодействия с углеродом газы (СО, СO2, Н2) не обеспечивают удовлетворительного хода процесса из-за явно недостаточного их количества, а также преждевременного удаления их из спеков в связи с неблагоприятными условиями формирования газонепроницаемых спеков. Следовательно, для повышения активности процесса вспенивания, кроме воды, необходим еще компонент, способный взаимодействовать с углеродом, например S03. Кроме того, процесс необходимо вести в условиях, обеспечивающих сохранность газообразователя до начала реакций взаимодействия его с окисляющими компонентами, т. е. в нейтральной среде.
Пенообразование в смесях на основе сульфатсодержащих стекол.
Процессы газо- и пенообразования в смесях на основе сульфатсодержащего стекла изучали в нейтральной среде в зависимости от концентрации углерода в пенообразующей смеси, степени дисперсности стекла, температуры и продолжительности вспенивания. Для обеспечения заданного ( ~ 0,3%) содержания S03 в шихту для варки стекла вводили посредством сульфата натрия 1 % Na20. Первоначально было изучено влияние изменения концентрации углерода в интервале 0,1—0,5% и температуры опыта 850—930 °С при постоянных дисперсности смеси 7000 см2/г и продолжительности процесса 10 мин.
- 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