一,耐火原料的选择与加工
1,原料的选择
从化学观点讲,凡有高熔点的单质、化合物都可以做耐火材料的原料;从矿物学观点讲,凡是高耐火度的矿物,都可以做耐火材料的原料。现代工业的发展,采用高纯原料是制造高质量耐火材料的前提。
由于耐火材料的原料材料品种多,来源广,用量大,所以对原材料进行严格的质量把控尤其重要,在选购原料的过程中,供应部门和质量技术部门对供应厂家的产品质量,供应能力,资质证书,信誉等进行考察是非常必要的。
原料进厂,质量技术部门按照产品质量要求进行取样检测,是保证耐火制品品质的第一道关。
2,原料的加工
1)原料煅烧:大部分耐火原料,在制砖前要经过煅烧。这是因为它们在高温作用下重量和体积都会发生变化,如果采用全生料制砖,一般会使砖坯的体积发生很大变化,甚至会出现大量的变形和开裂的废品。粘土、高铝矾土的煅烧温度一般为1350~1550℃,失重15%左右;菱镁矿、白云石的煅烧温度一般为1650-1850℃,失重50%左右。煅烧设备主要有竖窑和回转窑。
原料加工:主要包括原料的拣选、破碎和粉碎、细磨和筛分。拣选是选出混入的杂物、生烧料、未烧尽的燃料块和熔瘤块,以确保原料质量。磨碎和筛分是为了将块状原料制备成具有一定粒度组成的颗粒,以供配料。
二,耐火材料胚料的混练
1,泥料制备:主要包括配料、混合、困料等工序。配料是按各种物料的重量和颗粒组成的适当比例配合,以保证成型后坯体的密实和制品的性能符合要求。
2, 混练:使两种以上不均匀物料的成分和颗粒度均匀化,促进颗粒接触和塑化的操作过程称为混练。耐火材料混练是混合的一种方式,伴随有一定程度的挤压,捏和,排气过程在内。混合过程就是使泥料中各组成分经混炼后达到均匀分布,即在单位重量或体积内具有同样的成分和颗粒组成。
3,困料:就是把混合的泥料,在一定的温度和湿度条件下贮放一定时间以改善泥料成型性能的过程。随着生产技术水平的提高,大部分耐火材料制品的生产已取消了困料工序。
三,耐火材料的成型工艺
耐火胚料借助于外力和模型,成为具有一定尺寸、形状和强度的胚体或制品的过程叫做成型。
压制和成型时耐火材料生产工艺过程中的重要环节。耐火材料成型方法很多,包括特殊耐火材料在内有数十种之多。
半干法——胚料水分5%左右;
可塑法——胚料水分15%左右;
注浆法——胚料水分40%左右;
对于一般耐火制品,大多采用半干成型。至于具体采用什么成型方法,主要取决于胚料性质,制品的形状尺寸以及工艺要求,比较常见的成型方法有如下八种:
- 半干法压制
- 注浆成型法
- 可塑成型法
- 振动成型法
- 热压成型法
- 热压铸成型(热压注浆)
- 电熔铸造法
- 等静压成型
四,耐火材料的干燥
胚体干燥的目的在于提高机械强度和保证烧成初期能够顺利进行。成型后的半成品一般都要经过干燥后烧成,入窑砖坯水分过高,容易开裂。经干燥后的砖坯,强度有很大提高,可降低运输及装窑过程中的破损率。
干燥过程可分为三个阶段:
第一阶段是等速干燥阶段,干燥过程中最主要的阶段,此阶段排出大量水分,在整个阶段中,排水速度始终是恒定的。
第二阶段是降速干燥阶段,随着干燥时间的正常,或胚体含水量的减少,胚体表面的有效蒸发面积逐渐减少,干燥速度逐渐降低。
第三阶段干燥速度逐渐接近零,最终胚体水分不在减少。
以上三个阶段的明显程度,依胚体中水分的多少而定,一般对可塑法成型的胚体来说,三个阶段比较明显,而对水分不大的半干法成型的胚体,如多熟料砖、硅砖、镁砖等,就不大明显。
五,耐火材料的烧成
烧成是耐火制品生产中的最后一道工序。制品在烧成过程中发生一系列物理化学变化,坯体在高温作用下,气孔率降低、密度和强度提高,形成高温稳定晶相,并产生体积变化,使胚体变成具有一定尺寸形状和结构强度的制品。根据产品特性,需要制订一个合理的烧成制度。一般分为四个阶段,
- 预热
- 烧成
- 保温
- 冷却
烧成设备有倒焰窑和隧道窑。目前,以隧道窑为主,但对生产量小或形体特殊的耐火制品,倒焰窑仍有一定的使用价值。