Jak získat perlit?

Perlit vzniká přeměnou nebo krystalizací austenitové kovové mřížky, když počet uhlíků dosáhne 0,8 %. V okamžiku dosažení kritické teploty – 723-727 °C – začíná růst krystalů, jejichž tvar a velikost jsou řízeny rychlostí ochlazování obrobku.

Ve vědě o kovech se výroba perlitu z feritu a cementitu nazývá přeměna perlitu. Tato reakce je alotropní a probíhá ve ztuhlém tělese. Pro rozvoj potřebných vlastností je důležité vědět, z čeho se skládá.

Složení a vlastnosti perlitu

Může být vytvořen z Fe (93-99%) a C (1-7%), složení slitiny je vždy stejné – je to 14,3% cementit a 85,7% ferit a další prvky uměle nebo přirozeně vložené do roztoku .

Ferit je čisté Fe se zanedbatelným obsahem C (0,006 %). Cementit neboli karbid železa je stabilní sloučenina Fe a C s pravidelnou kovovou mřížkou, kde jsou některé atomy Fe nahrazeny C.

Vlastnosti závisí na tvaru, velikosti a počtu krystalů vytvořených během chlazení.

Křehký zrnitý ferit a tvrdý cementit tvoří plastový, odolný materiál, který lze obrábět, kovat a lisovat.

U kovaných výrobků dochází k vnitřnímu pnutí a může sestávat z martenzitu, husté a tvrdé struktury, která se objeví po kalení a rychlém ochlazení. Odstraňuje se temperováním při teplotě 500-600 °C.

Obsah uhlíku v perlitu je konstantní – 0,8%, složení perlitu se nemění, dokud teplota vpravo nevystoupí nad 723°C.

Charakteristiky a vlastnosti se mění změnou tvaru krystalů cementitu

Cementit se zrnitou strukturou má vlastnosti nástrojové oceli s převládajícími řeznými vlastnostmi.

Jeho lamelová struktura je pevná a tuhá. První vzorek se získá pomalým chlazením v peci, druhý rychlým ochlazením součásti např. ve vodě.

Popis perlitických ocelí

Pokud se vlastnosti perlitických ocelí nemění jinými chemickými prvky, nazývají se uhlíkové oceli. Přítomnost zvláštní skupiny nekovů v nich činí legované.

Některé látky zlepšují legované oceli, jedná se o křemík, chrom atd. Jiní naopak situaci zhoršují. Fosfor, který nahrazuje atomy uhlíku, tedy činí kov křehčí.

Nízkolegovaná ocel, perlitická třída

Vysokolegované, středně legované a nízkolegované oceli se liší počtem legujících prvků. Třída perlitu je nízkolegované povahy a obsahuje minimum legujících složek. Snadno se kombinuje s nekovy a je oblíbený díky nízkým nákladům na výrobu, vysokým mechanickým vlastnostem a možnosti vylepšování.

Skládá se z malého množství C, přibližně 0,2-0,35% a 3-4%, ale ne více než 5% nečistot. Pozoruhodným příkladem produktů jsou armatury.

Vliv nečistot

Uhlík (C) není legující prvek. Mezi ně patří:

• křemík a nikl, které zvyšují odolnost perlitu vůči nárazům;
• wolfram, který zvyšuje tepelnou odolnost;
• molybden, který zajišťuje integritu perlitu, když teplota stoupne nad kritickou hodnotu;
• vanad, který rozděluje strukturu rovnoměrně po celém obrobku;
• niob, chrom, které zvyšují pevnost dílů;
• titan, který zvyšuje odolnost proti opotřebení;
• mangan, který neutralizuje síru.

Vlastnosti této třídy nejsou nijak zvlášť výrazné. Tepelná odolnost vysoce legovaných druhů je mnohem vyšší než u nízkolegovaných druhů, stejně jako jejich cena.

Aplikace perlitu

Perlit je známý svou silou, proto se používá v různých oblastech, včetně výroby:

• řezné nástroje;
• drát s vysokou pevností;
• řezné a úderové nástroje (nože, dláta);
• vysoce pevný hardware, jako jsou hřebíky.

Perlitová ocelová lana se používají při stavbě mostů, drát při výrobě klavírních strun a jako ocelový kord pro vyztužení pneumatik.

Výhody a nevýhody perlitu

Perlit je tvořen střídajícími se vrstvami feritu a cementitu, takže pevnost, tuhost a tvrdost perlitických ocelí je snížena. Zvyšuje se však schopnost plastické deformace.

Závěr

Perlitická ocel je důležitá při výrobě nástrojů a kovových konstrukcí. Odolný a tvárný, používá se k vytváření vysoce pevných konstrukcí a obráběcích strojů, nástrojů soustružením, kováním a odléváním.

Expandovaný perlit pevně vstoupil do různých průmyslových odvětví a získal si svou oblibu a poptávku díky svým jedinečným vlastnostem. Materiál má mnoho nepopiratelných výhod, zvláště cenných pro konkrétní průmysl:

• – lehkost,
• – vysoká odolnost proti ohni,
• – chemická neutralita,
• – tepelná odolnost,
• – trvanlivost,
• – setrvačnost,
• — ekologická bezpečnost,
• – výborná absorpce vlhkosti a oleje,
• – odolnost proti plísním a hnilobě,
• -přepravitelnost,
• — jednoduchost technologického zpracování materiálu.

V průmyslu se s velkým úspěchem používají granule expandovaného porézního perlitu získané vypalováním surového vulkanického skla při teplotách dosahujících 1100 stupňů. Vznikající pára vede k tvorbě bublin, tzv. „pěnění“. Vlastnosti vyrobeného materiálu lze upravit a získat perlit se speciálními, předem nastavenými vlastnostmi.

Perlit v ropném průmyslu.

Perlit slouží jako důležitá surovina pro výrobu hydrofobních sorbentů nezbytných pro absorpci ropných produktů, maziv a průmyslových olejů z různých roztoků na vodní bázi. Průmyslové podniky jsou hlavními zdroji zaolejovaných odpadů, kalů a odpadních vod. Perlitové granule jsou díky své porézní struktuře a speciálně upravenému povrchu schopny absorbovat ropné produkty až do 35 procent své vlastní hmotnosti. Takto zpracovaný perlit se následně používá k výrobě asfaltového betonu. Pokud je použitý sorbent podroben regeneraci, je absorbovaný olejový produkt odstraněn z granulí a odeslán k mechanickému čištění od nečistot a vody a ke zpracování. Tímto způsobem lze znovu použít až 95 procent produktu. Perlitový sorbent je široce používán:

• — k odstranění nouzových úniků ropy nebo ropných produktů do vody nebo půdy,
• — pro čištění průmyslových odpadních vod,
• — pro čištění lodní vody.

Na rozdíl od aktivního uhlí jsou granule expandovaného perlitu v mnoha ohledech lepší: prakticky neklesají a nezpůsobují znečištění vody rozkládajícími se organickými látkami. Perlitové sorbenty jsou ohnivzdorné a ideální pro pohlcování ropných uhlovodíků.

Perlitová přísada je přítomna ve složení cementu ropných vrtů, který se používá k ucpání ropných a plynových vrtů, chrání je před prasklinami a kolapsy a také odstraňuje příčiny úniku ropy.

Lehký a porézní perlit se používá jako přídavná vrstva ve filtrech pro čištění strojních olejů, bionafty a zaolejovaných odpadních vod. V důsledku filtrace jsou z vyčištěného produktu odstraněny nežádoucí pachy a nečistoty, pryskyřice a pěna, dusíkaté a kyslíkové deriváty.

Perlit v metalurgickém průmyslu.

Hutní závody jsou velkými spotřebiteli expandovaného perlitu. Po mnoho let tento materiál věrně sloužil hutníkům při odlévání litiny a měkké oceli v procesu tepelné izolace zrcadla taveniny v licích pánvích a formách. K přípravě směsi perlit-grafit jsou zapotřebí granule perlitového písku o objemové hmotnosti 90 kg/m5. a o průměru do XNUMX milimetrů, které se nalévají na zrcadlo taveniny přímo v samotných polypropylenových nebo papírových sáčcích. Při kontaktu s horkým kovem se sáčky roztaví a částice perlitu se rovnoměrně rozmístí po zrcadle a vytvoří tepelně izolační vrstvu, která zabrání rychlému ochlazení kovové taveniny. Nakonec se vlastnosti kovu a makrostruktura ingotu znatelně zvýší a nečistoty, plyny a strusky v něm přítomné se přenesou do ziskové části kovu.

Perlitové horniny našly své uplatnění při výrobě vstřikovacích směsí. V důsledku přítomnosti perlitových frakcí ve složení slévárenských písků se výrazně snižuje tepelná vodivost stěn licích forem a proces ochlazování probíhá pomaleji, což přispívá k úplnému odstranění strusek a nečistot do ziskové části.

Perlitové granule se používají k potahování roztaveného kovu licích pánví v metalurgii. Tím se kvalitativně prodlužuje jejich životnost. Expandovaný perlit, který má vynikající izolační vlastnosti, se dobře osvědčil při obkladech a jako izolační vrstvy při výrobě žáruvzdorných materiálů. Jemný perlit je neméně žádaný při výrobě exotermického prášku, nezbytného pro foukání za tepla při výrobě ingotů a odlitků. Po smíchání s formovacím pískem a následném přidání do formovacích jader jako tlumící prvek pomáhají částice perlitu redukovat vady způsobené špatným prouděním vzduchu.

Perlit v kryogenním průmyslu .

Dvouplášťové kryogenní nádrže jsou určeny pro dlouhodobé skladování a přepravu plynů v kapalné formě: zkapalněné přírodní a ropné plyny, kapalný kyslík a dusík, čpavek, chladiva, kapalný propan, metan, etan. Předevakuovaný perlitový písek se používá pro spolehlivou tepelnou izolaci těchto plynů při kriticky nízkých teplotách (až -270 stupňů). Materiál se nalévá do dutiny mezi dvěma stěnami kryogenních instalací pomocí vakua nebo atmosférického tlaku. Je třeba poznamenat, že tepelná vodivost evakuovaného perlitu je řádově nižší než u běžného perlitu. Například standardní perlitové granule o objemové hmotnosti 64 kg/m82. při provozní teplotě -22 stupňů se vyznačují tepelnou vodivostí, která je 139x vyšší než tepelná vodivost evakuovaného perlitu o hustotě XNUMX kg/mXNUMX.

Perlit v textilním průmyslu.

Díky své chemické odolnosti expandovaný perlit nereaguje s jinými látkami, bez ohledu na teplotu. Je nerozpustný ve vodě, lehký a šetrný k životnímu prostředí. Všechny tyto výhody činí perlitové granule v lehkém průmyslu nepostradatelné. Používají se jako mírné bělicí činidlo, které neopotřebovává strukturu tkanin ani neucpává zařízení.

Přípravky na bázi perlitu se používají při výrobě technických textilií a plátna. Dodávají různým tkaninám vodoodpudivé vlastnosti a zároveň zachovávají prodyšnost. Přední výrobci džínoviny přidávají perlitové granule do speciálních pracích zařízení, aby produkty z džínoviny šetrně zpracovali a dodali jim „opotřebovaný“ efekt, měkkost a pružnost.

Perlit v lékařském průmyslu.

Precipitační filtrace je moderní a perspektivní technologie používaná v lékařském průmyslu pro čištění léčiv v kapalných médiích. Filtrační perlitový prášek (filterperlit) se skládá z vysoce porézních granulí úzké frakce. Silou vakua jsou přípravky protaženy vrstvou perlitového písku, na kterém zůstávají cizí nečistoty a bakterie.

Perlit v potravinářském průmyslu.

Filtrační perlit má zvláštní hodnotu v potravinářském průmyslu. Jeho hlavním účelem je čištění a pomalá filtrace ovocných šťáv, pitné vody, piva, vína, sladkých sirupů a rostlinných olejů. Jedinečnost perlitu spočívá v tom, že je netoxický a nemění chuť, barvu a vůni tekutých produktů. Materiál lze také použít jako spolehlivé a bezpečné médium pro skladování potravin, stejně jako pro tepelnou izolaci chladicích zařízení.

Perlit v chemickém průmyslu.

V chemickém průmyslu se filtrační perlit úspěšně používá v zařízeních pro filtraci různých barev, chemických kyselin a suspenzí. Perlitový písek je pro svou vynikající schopnost pohlcovat vlhkost a nízkou objemovou hmotnost nezbytný jako plnivo při výrobě texturovaných, silikátových a vodně kondenzátových barev, antikorozních látek a pryžových výrobků.

Pěnová struktura perlitových granulí zajišťuje vysokou požární bezpečnost malovaných místností. Mletý perlitový prášek je nepostradatelnou složkou při výrobě ohnivzdorných barev.

Perlit v chovu hospodářských zvířat.

Pro zlepšení hygienických podmínek a boj s nepříjemným zápachem používají chovatelské podniky jako podestýlku pro hospodářská zvířata deseticentimetrovou vrstvu expandovaného perlitu, která nepromokne, dobře udržuje teplo a zabraňuje výskytu hmyzu. Perlitový prášek je přítomen ve stravě zvířat a ptáků jako neutrální přísada pro prevenci střevních onemocnění. Perlit díky své neutralitě dobře reaguje na zvýšenou kyselost moči hospodářských zvířat, což svědčí o rozvoji urolitiázy. Pro farmáře je tedy perlit také indikátorem urologických abnormalit v tělech zvířat.