Bányászati és Kohászati Lapok - Aluminium, 1952 (4. évfolyam, 1-12. szám)
1952-01-01 / 1. szám
•2 Aluminium 1. sz. 1952 január j — térkitöltés a kokszőrlemény anyaggal tömören kitöltött térfogata a kokszőrlemény össztérfogatának százalékában. A kokszőrlemény térkitöltésének (tömörségének) és szemnagysági összetételének kapcsolatát tanulmányozva, azt először szitasorozattal határozott mérethatárok közé eső, gyakorlatilag egynemű szemcseosztályokra bontjuk. Az ily módon közelítően azonos méretű részecskékből álló szemnagyságosztályok anyagának sűrűsége, térfogatsúlya, térkitöltése és hézagtérfogata egy bizonyos kokszfajtára vonatkozóan alábbi táblázatban összefoglalt számértékeket adja: 1. TÁBLÁZAT A fenti táblázatot tüzetesebben szemügyre véve szembetűnő a különböző szemnagyság-osztályok kokszanyagának a csökkenő szemcseméretek felé növekvő sűrűsége. Ennek oka abban rejlik, hogy a kokszanyag általában hólyagos szerkezetű. Ha a szemcseméret jelentősen meghaladja a hólyagszerű hézagok méretét, ezek minden oldalról anyaggal körülhatároltak lévén, a piknométerrel végzett sűrűségmérésnél térfogatukkal megnövelik a szemcseanyag térfogatát és ezzel csökkentik annak ily módon mért látszólagos sűrűségét. Ha ilyen, belül részben „üreges“ kokszszemcsét tovább aprítunk, akkor az üreg fala széttörik és az addig „belül üres“ részecske eltört darabjai belül is „tömörekké“ és ennek folyományaként nagyobb sűrűségűekké válnak. Ha a szemcsék már oly aprók, hogy bennük hólyag nem fordul elő, akkor sűrűségük további aprítás után is állandó marad. (Példa a két utolsó szemcseosztály.) A térfogatsúly a csökkenő szemcseméret felé szintén nő. E két egyértelmű változással szemben feltűnő, hogy a térkitöltés és a hézagtérfogat értékei a belőlük kiszámítható középértékektől alig (±2% ingadozással) eltérő állandó értékek. A térkitöltés középértéke 48,05%, a hézagtérfogaté 51,95%. E látszólagos ellentmondást érthetővé teszi az a testmértani törvényszerűség, hogy határozott rendszer szerint elhelyezkedő egyenlő átmérőjű golyókkal kitöltött térben a golyók közötti kitöltetlen hézagok össztérfogatának és a golyóhalmaz által elfoglalt össztérfogatnak aránya állandó. A különböző lehetséges golyóelrendezési lehetőségektől függően a hézagtérfogat értékei 25,9, 32,6, illetőleg 47,6% lehet. (2) Minthogy a kékszőrlemény elhanyagolással gyakorlatilag gömb alakúnak tekinthető, a szóbanforgó szabály ez esetre is érvényes és egyúttal magyarázatul is szolgál a közelítőleg azonos méretű szemcsékből álló szitaosztályok gyakorlatilag azonos hézagtérfogatára, illetőleg térkitöltésére vonatkozóan. A jó anódmasszaminőség kokszőiüteményénél megkövetelt minél tökéletesebb térkitöltés előállítása érdekében elengedhetetlen az azonos méretű szemcsék közti hézagoknak .kokszanyaggal való minél tökéletesebb kitöltése. Minthogy a kitöltendő hézagok mérete kisebb, mint az őket határoló részecskéké, szükséges, hogy az előbbieket kitöltő kokszszemcsék utóbbiaknál kisebbek legyenek. Ellenkező esetben, ha a „kitöltő“ szemcsék mérete gyakorlatilag egyenlő az eredeti szemcsékével, az egyenlő átmérőjű gömbökre vonatkozó szabálynak megfelelően a hézagtérfogat változatlan marad Az adott méretű durva szemcsék közti hézagokat kitöltő finomabb szemnagyságok térkitöltési „alkalmasság“-ának szemléltetésére szolgáljanak az alábbiakban ismertetett mérési adatok. A fenti egy bizonyos kokszfajtára vonatkozó táblázat tanulmányozásánál szembetűnő, hogy az 1,5—3,0 mm-es szemnagyságosztályhoz egyenlő — például 42,8 súlyszázaléknyi — finomabb szemcsefajtákat keverve, azok „térfogatsúly növelő“ hatása erősödik a csökkenő szemnagyságok felé. Ez az első pillanatra meglepő szabályszerűség azonban rögtön érthetővé válik, ha meggondoljuk, hogy a hézagok az őket határoló kokszszemcsék közelítő gömbszerűsége miatt karcsú, vékonyodó ékalakúak és ezért különösen elékült részükön nem tölthetők ki az ékalakba „bele nem férő“ részecskékkel. Ez az oka az 1,0—1,5 mm-es szemcseosztály jelentéktelen „térfogatsúlynövelő“ hatásának. Minthogy csökkenő szemnagyságnál a kitöltendő ékalakú hézagegyedek térfogata egyre tökéletesebben tölthető ki, ennek hatásaként a térfogatsúly is egyre jobban fog nőve Szemnagyságosztály határok mm^ Sűrűség g/dm8 Térfogatsúly g/dm8 Térkitöltés térf. % Hézagtérfogat térf. % 3,0 —1,5 1785 843 47,3 52,7 1,5 —1,0 1801 844 46,9 53,1 1,0 —0,5 1818 886 48,7 51,3 0,5 —0,2 1886 897 47,4 52,6 0,2 —0,06 1923 946 48,9 51,1 0,06—0 1923 948 49,1 50,9 A durvább 1,5—3,0 mmes szemnagyság súlyaránya a keverékben súly % A kitöltő apróbb szemnagyság A keverékA keverék látszólagos sűrűsége g'dra3 i SS S'? teS? ~ $ -2 * o * 2 t* n « E 3 %1 '2 S? & térfogat súlya g/d m8 térkitöltése térf. % súlyaránya a keverék súly %-ában mérete mm 1000 800 44,7 1785 100 88,9 11,1 1,5 —1,0 820 45,7 1785 102,6 80,0 20,0 1,5 —1,0 835 46,6 1792 104,5 72,7 27,3 1,5 —1,0 835 46,7 1790 104,5 66,7 33,3 1,5 —1,0 835 46,7 1790 104,5 57,2 42,8 1,5 —1,0 835 46,5 1785 104,5 1000 800 44,7 1785 100 88,9 11,1 0,5 —1,0 842 47,1 1787 100 80,0 20,0 0,5 —1,0 878 49,0 1794 105,5 72,7 27,3 0,5 —1,0 880 49,1 1795 110,0 66,7 33,3 0,5 —1,0 888 49,5 1795 111,0 57,2 42,8 0,5 —1,0 900 49,7 1804 112,5 1000 800 44,7 1785 100 88,9 11,1 0,2 —0,5 875 48,8 1795 109,5 80,0 20,0 0,2 —0,5 900 49,7 1807 112,5 72,7 27,3 0,2 —0,5 918 50,5 1814 114,0 66,7 33,3 0,2 —0,5 932 51,2 1820 116,0 57,2 42,8 0,2 —0,5 958 52,2 1834 119,6 1000 800 44,7 1785 100 88,9 11,1 0,06—0,2 882 49,0 1799 110,5 80,0 20,0 0,06—0,2 943 51,9 1815 118,0 72,7 27,3 0,06—0,2 1035 56,5 1824 129,0 00,7 33,3 606—0,2 1070 58,6 1831 134,0 57,2 42,8 0,06—0,2 1128 61,0 1847 141,0