耐火材料制备实用工艺,
烧结耐火材料

烧结耐火材料烧结耐火材料是一种常用的耐火材料,具有优良的机械性能和耐高温性能,广泛应用于冶金、化工、建材等行业。
本文将从烧结耐火材料的定义、原料、制备工艺、性能特点及应用等方面进行详细介绍。
一、烧结耐火材料的定义烧结耐火材料是指以高纯度氧化物、氮化物、碳化物等为主要原料,经过烧结工艺制成的具有良好耐火性能的材料。
它的主要特点是具有较高的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性,能够在高温下长时间保持稳定的物理和化学性能。
烧结耐火材料的原料主要包括氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化锆等高纯度氧化物,以及氮化硅、碳化硅等耐火非氧化物。
这些原料具有高熔点和良好的耐热性,能够在高温下保持稳定的物理和化学性能。
三、烧结耐火材料的制备工艺烧结耐火材料的制备主要包括原料的选取、研磨、混合、成型、烧结等工艺。
首先,将各种原料按照一定的比例进行精细研磨,以提高原料的反应性和烧结性能。
然后,将研磨后的原料进行混合,通过干法或湿法混合,使各种原料均匀分布。
接下来,将混合后的原料进行成型,常见的成型方式有挤压成型、压坯成型、注浆成型等。
最后,将成型后的坯体进行烧结,通过高温烧结使原料颗粒之间发生固相反应,形成致密的结构。
四、烧结耐火材料的性能特点烧结耐火材料具有以下几个主要性能特点:1. 耐高温性能好:烧结耐火材料能够在高温下长时间保持稳定的物理和化学性能。
2. 耐磨性好:烧结耐火材料具有良好的耐磨性,能够抵抗颗粒冲击和磨擦磨损。
3. 耐腐蚀性好:烧结耐火材料能够抵抗酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀,保持稳定的化学性能。
4. 机械性能好:烧结耐火材料具有较高的强度和韧性,能够承受一定的力学应力和冲击载荷。
5. 热震稳定性好:烧结耐火材料能够在急剧变温、急剧冷却的条件下保持稳定的物理和化学性能。
五、烧结耐火材料的应用烧结耐火材料广泛应用于冶金、化工、建材等行业。
在冶金行业,烧结耐火材料主要用于高炉、转炉、电炉等冶炼设备的内衬和炉底。
在化工行业,烧结耐火材料主要用于炉窑、反应器、热交换器等设备的内衬和炉底。
耐火材料实用手册

耐火材料实用手册摘要:一、耐火材料的定义与分类二、耐火材料的性能要求三、耐火材料的制备方法四、耐火材料的应用领域五、耐火材料的发展趋势正文:一、耐火材料的定义与分类耐火材料是指在高温环境下能够保持稳定性能的一类材料,它主要用于高温工业领域的建筑、设备和生产工艺的防护与保温。
根据材质和性能特点,耐火材料可分为以下几类:1.氧化硅耐火材料:以二氧化硅为主要成分,具有良好的耐高温性能,主要用于高温炉窑、玻璃窑等场合。
2.氧化铝耐火材料:以氧化铝为主要成分,具有较高的耐高温性能和抗侵蚀性能,应用于钢铁、有色金属等行业的高温炉窑。
3.碳质耐火材料:主要由碳和碳化硅等组成,具有较高的热导率和抗热震性能,广泛应用于高温炉窑、炭素生产等领域。
4.复合耐火材料:由两种或多种耐火材料复合而成,具有更优异的性能,可适应不同工况条件。
二、耐火材料的性能要求耐火材料在高温环境下需要具备以下性能:1.高温稳定性:在高温下不易分解、软化或烧蚀,能够保持结构和性能稳定。
2.热导率:越高的热导率意味着热量传递速度越快,能有效降低高温设备的热损失。
3.抗热震性:在高温环境下,材料容易因温度变化产生内应力,抗热震性越好,材料越能承受温度波动。
4.耐磨性:在高温下,材料与物料或其他物体之间的摩擦会导致磨损,耐磨性越好,材料使用寿命越长。
5.抗侵蚀性:高温环境中的气体、液体或固体物料可能对材料产生侵蚀,抗侵蚀性越好,材料越能抵抗侵蚀。
三、耐火材料的制备方法1.配料:根据耐火材料的性能要求,选择合适的原料,如氧化硅、氧化铝、碳化硅等。
2.混合:将各种原料按一定比例混合均匀,并加入适量的结合剂。
3.成型:将混合好的原料进行成型处理,如压砖、挤出、浇注等。
4.煅烧:在高温下对成型后的材料进行煅烧,使其发生相应的物理和化学变化,提高性能。
5.检测:对成品进行性能检测,如热导率、抗热震性等,确保符合使用要求。
四、耐火材料的应用领域1.钢铁行业:用于炼钢炉、热风炉、加热炉等设备的保温和防护。
耐火材料制备工艺_

耐火材料制备原理及工艺摘要耐火材料是一种耐火度不低于1580℃,有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。
其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。
其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料,以及工业用高温容器和部件的材料,并能承受相应的物理化学变化及机械作用。
主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域,在冶金工业中用量最大,占总产量的50%~60%。
耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。
中国耐火材料的发展历史悠久,具有了较为完整的生产工艺,其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料,但依然存在各种缺点和不足。
关键词耐火材料分类,原理工艺,前景前言耐火材料是耐火度不低于1580℃的材料。
一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品,耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度,它标志材料抵抗高温作用的性能,是高温技术的基础材料。
没有耐火材料就没有办法接受燃料或发热体散发的大量热,没有耐火材料制成的容器也没有办法使高温状态的物质保持一定时间。
随着现代工业技术的发展,不但对耐火材料质量要求越来越高,对耐火材料有特殊要求的品种越来越多,形状越来越复杂。
其成产流程大多如图1-1。
图1-1耐火材料的生产流程[1]1耐火材料的分类和性能要求1.1分类1.1.1按组成来分耐火材料可分为硅质制品、硅酸铝质制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、锆质制品、纯氧化制品及非纯氧化物制品等。
1.1.2按工艺方法来划分可分为泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成形的制品、由粉末非可塑料捣固成形制品、由熔融料浇注的制品、经喷吹或拉丝成形的制品及由岩石锯成的天然制品等。
1.1.3根据耐火度来分可分为普通耐火材料制品,其耐火度为1580℃ ~1770℃;高级耐火材料制品,其耐火度为1770℃~2000℃;特级耐火材料制品。
耐火材料工艺学

耐火材料工艺学耐火材料是一种能够在高温环境下保持其结构和性能稳定的材料,广泛应用于冶金、建材、化工等行业。
耐火材料工艺学是研究耐火材料的制备工艺、性能及其应用的学科,对于提高耐火材料的性能和降低生产成本具有重要意义。
首先,耐火材料的制备工艺是耐火材料工艺学的核心内容之一。
耐火材料的制备工艺包括原料的选择、配比设计、成型工艺、烧结工艺等环节。
在原料的选择方面,需要考虑原料的化学成分、颗粒度和热性能等因素,以确保耐火材料具有良好的耐高温性能和抗侵蚀能力。
配比设计是制备工艺的关键环节,合理的配比可以保证耐火材料具有良好的物理和化学性能。
成型工艺包括干法成型和湿法成型两种方式,选择合适的成型工艺可以提高耐火材料的成型质量和生产效率。
烧结工艺是指将成型后的原料在高温条件下进行烧结,使其形成致密的结构和优良的性能。
因此,制备工艺的优化对于提高耐火材料的性能至关重要。
其次,耐火材料的性能是耐火材料工艺学研究的重点之一。
耐火材料的性能包括物理性能、化学性能和耐火性能等多个方面。
物理性能包括耐火材料的抗压强度、抗折强度、热膨胀系数等指标,直接影响着耐火材料在高温环境下的使用寿命和稳定性。
化学性能包括耐火材料的化学稳定性、抗侵蚀能力等指标,对于耐火材料在酸碱腐蚀环境下的应用具有重要意义。
耐火性能是指耐火材料在高温条件下的抗热震性能和抗渣能力,是评价耐火材料性能优劣的重要标准。
因此,研究耐火材料的性能,可以为其在各个领域的应用提供可靠的技术支撑。
最后,耐火材料的应用是耐火材料工艺学研究的重要方向之一。
耐火材料广泛应用于冶金、建材、化工等行业,如高炉炉缸、转炉炉衬、玻璃窑炉衬等。
在不同的应用场景下,对耐火材料的性能和工艺要求也不同,因此需要针对不同的应用领域进行研究和开发。
通过对耐火材料应用的研究,可以为各个行业提供更加优质、高性能的耐火材料产品,推动行业的发展和进步。
综上所述,耐火材料工艺学是一个综合性学科,涉及材料科学、化学工程、冶金工程等多个学科领域。
耐火材料(3)_生产工艺

定 型 带:保证坯体的光滑和质量的均匀。 挤出速率:速度过快时弹性后效易造成坯体变形
3 挤压缺陷及防止
坯料质量问题造成的缺陷:
混入气体; 湿度不均匀;塑性不好
挤压机的问题造成的缺陷 安装问题:壁厚不等 压力不稳:密度不均不光滑
4 挤压成型工艺的优缺点
Hale Waihona Puke 优点:欲知后事如何。。。 。。。
水 ,酒精,丙酮等
安全 廉价 环保
2、选择塑化剂的原则
能润湿和吸附在颗粒表面,粘合性强, 有利于成型并保证生坯强度
与粉料不发生化学反应 成型时、排除时均不反应
挥发温度宽,残留灰分少
二、挤压成型
1 挤压成型的过程
F
挤压筒
压缩段 定型带
2 挤压参数
挤制压力:与坯料的流动性和机嘴锥角大小有关。
效率高,自动化程度高,可连续生产
缺点:
机嘴结构复杂,加工精度要求高; 含有大量塑化剂,干燥时收缩大
适用:
等截面产品,大批量生产,管材、线材、片材
三、轧膜成型 四、其他塑性成型方法 车坯法,旋坯法,滚压成型等
三、耐火材料的烧结
常用烧结工艺 烧结对材料性能的影响 影响烧结的主要因素 烧结收缩变形
第三章 耐火材料的制备工艺
一、原材料及其制备 二、成型工艺 三、烧结
一、原料及其制备
一、原料种类 二、机械破碎法制备粉料 三、化学方法制备粉料 四、粉体的表征
二、耐火材料的成型
如何选择成型方法
一、干压成型 二、塑性成型 三、注浆成型
二、耐火材料的成型
烧结氧化镁

烧结氧化镁是一种重要的耐火材料,被广泛应用于高温工业领域。
下面将就烧结氧化镁的制备工艺、性能、应用和改性等方面进行论述。
一、制备工艺: 烧结氧化镁的制备主要包括矿石原料的选择、矿石的破碎和磨碎、混合和成型、烧结和粉碎等步骤。
在原料选择方面,优质的氧化镁矿石应具有高镁含量、低杂质含量和适宜的矿石颗粒大小。
在混合和成型过程中,矿石通常与一定比例的粘土和其他添加剂混合,并采用压制成型的方法制备成块。
在烧结过程中,通过高温炉的加热作用,使混合料进一步结合并形成致密的结晶体。
最后,通过粉碎等工艺对烧结体进行加工,得到所需要的烧结氧化镁产品。
二、性能: 烧结氧化镁具有优异的耐火性能和化学性能。
首先,它具有极高的熔点(约2852℃),使其能够在高温环境中保持稳定性。
同时,烧结氧化镁的热稳定性和抗腐蚀性能也非常出色,能够耐受强酸、强碱和大多数溶液的腐蚀。
此外,烧结氧化镁还具有良好的绝缘性能和导热性能,使其在电子、冶金、化工等领域得到广泛应用。
三、应用: 烧结氧化镁广泛应用于各个高温工业领域。
其中,它在钢铁冶炼和炉窑建筑领域的应用最为突出。
在钢铁冶炼过程中,烧结氧化镁可用作各种耐火材料、加热炉和转炉内衬,具有很强的耐火性能和抗腐蚀性能。
在炉窑建筑领域,烧结氧化镁则可用于高温炉窑的浇注保温层、砌块等,以保证炉窑的正常运行和耐火材料的寿命。
四、改性: 为了进一步提高烧结氧化镁的性能和应用范围,人们进行了一系列的改性研究。
一方面,通过添加适量的氧化铝、硅酸盐等物质,可以提高烧结氧化镁的抗热震性和抗碱渗性能。
另一方面,通过添加羟基磷灰石、纳米碳管等纳米材料,可以改善烧结体的力学性能和导热性能。
此外,还可以通过微观结构调控和烧结工艺优化等手段,进一步提高烧结氧化镁的性能和稳定性。
综上所述,烧结氧化镁是一种重要的耐火材料,其制备工艺包括原料的选择、混合成型、烧结和粉碎等步骤。
烧结氧化镁具有优异的耐火性能和化学性能,主要应用于钢铁冶炼和炉窑建筑领域。
第三章-耐火材料生产过程

(2)虽然增加颗粒粒度的组份数量有利于提高堆积密度,但当组 份数目超过时,效果不再明显。故在实际生产中,通常采取三组份 颗粒配料,有时也采取四组份颗粒配料。
2. 拣选对象:耐火粘土、高铝矾土、菱镁矿等
方法:根据熟料的外观颜色、有无显而易见的杂质、比重、致密度等 情况进行人工拣选。
三、原料的破粉碎
1. 破粉碎的重要意义
(1)各种原料只有破粉碎到一定细度,才可能充分混合均匀,从而 保证制品组织结构的均匀性。
(2)通过破粉碎将各种原料加工成适当粒度,以保证制品的成型密度。 (3)只有将原料粉碎到一定细度,才能提高原料的反应活性,促进高 温下的固相反应,形成预期的矿物组成和显微组织结构,以及降低烧成 温度。
B P2
C
坯料被进一步压缩,但呈
阶梯式变化——坯料被压
P1
缩到一定程度后,即阻碍
进一步压缩,一旦压力继 续增大到使颗粒再度产生
压缩,mm
变形的外力时,坯料的体积又得以被压缩。这种增压—压缩的
过程短促而频繁,最后,压制过程进入第三阶段。
阶段C: 在极限压力 P2 作用下,坯料不再被压缩,坯体的密度不 再增大。
2. 颗粒组成(颗粒级配)设计 (1)颗粒级配的含义
(2)调配颗粒组成的必要性 保证坯体的成型密度
减小坯体的烧成收缩
保证制品的质量与性能
§3-2 坯料的制备
颗粒组成和制品性质的关系:
(a)—气孔率;(b)—常温耐压强度;(c)—烧成收缩 (d)—透气率;(e)—耐热冲击性
§3-2 坯料的制备
精品课件-耐火材料生产基本工艺原理

混练时的加料顺序: 通常先加入粗颗粒料,然后加水或泥浆、纸浆废液,混合1~2min后,再 加细粉。 若粗细颗粒同时加入,易出现细粉集中成小泥团及“白料”。
坯料的塑化处理可采用困料(陈腐)
困料中的水化反应,有时能产生胶体物质 例如含CaO偏高的镁质坯料在困料时发生下述化学反应:
MgO+H2O →Mg(OH)2 CaO十H2O→ Ca(OH)2 生成物呈胶体性质,提高坯料的结合性和可塑性,降低体积效应的危害性。
则:5-3 18.5%;3-1 29%;1-0 17.5%
七、配料 1、配料的组成 包括按规定比例配合的各种原料和同一原料的各不同颗粒组 成的粉料。 (1) 配料的化学组成必须能满足制品的要求,并且应比制品指标要求高些。 (2) 在配料中应含有结合成分,使坯料具有足够的结合性。 (3)原料中含有水分和灼减成分时,原料、配料和制品的化学组成之间应进行换 算。
●助磨剂
一、选矿与提纯
选矿:利用多种矿物的物理和化学性质的差别,将矿物集合体的原矿粉碎,并分离 出多种矿物。 提纯:利用一系列化学及物理化学反应,矿物富集的过程。
选矿方法:机械法、物理-化学法、纯化学法、电气法等。
二、原料的煅烧
原料煅烧时产生一系列物理化学反应,能改善制品的成分及其组织结 构,保证制品的体积稳定及其外形尺寸的准确性,提高制品性能。
矽肺病。
五、助磨剂 助磨剂在粉磨过程中,吸附在物料颗粒表面,使物料表面自由能和晶格畸变 程度减小,促使颗粒软化,另外,助磨剂的吸附可平衡颗粒表面上因粉碎而 产生的不饱和价键,防止颗粒重新聚结。
水是一种最简单的助磨剂,适量水可助磨又可防尘。
第二节 坯料的制备 耐火材料制品几乎都是由粉料颗粒经加工制备而成,所涉及的颗粒,通常是指 毫米至微米级的颗粒。 一、颗粒的几何学性质 1、粉体颗粒的构造 一次颗粒 ;二次颗粒或团聚体。 废旧制品重新利用
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耐火材料制备原理及工艺摘要耐火材料是一种耐火度不低于1580℃,有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。
其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。
其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料,以及工业用高温容器和部件的材料,并能承受相应的物理化学变化及机械作用。
主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域,在冶金工业中用量最大,占总产量的50%~60%。
耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。
中国耐火材料的发展历史悠久,具有了较为完整的生产工艺,其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料,但依然存在各种缺点和不足。
关键词耐火材料分类,原理工艺,前景前言耐火材料是耐火度不低于1580℃的材料。
一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品,耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度,它标志材料抵抗高温作用的性能,是高温技术的基础材料。
没有耐火材料就没有办法接受燃料或发热体散发的大量热,没有耐火材料制成的容器也没有办法使高温状态的物质保持一定时间。
随着现代工业技术的发展,不但对耐火材料质量要求越来越高,对耐火材料有特殊要求的品种越来越多,形状越来越复杂。
其成产流程大多如图1-1。
图1-1耐火材料的生产流程[1]1耐火材料的分类和性能要求1.1分类1.1.1按组成来分耐火材料可分为硅质制品、硅酸铝质制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、锆质制品、纯氧化制品及非纯氧化物制品等。
1.1.2按工艺方法来划分可分为泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成形的制品、由粉末非可塑料捣固成形制品、由熔融料浇注的制品、经喷吹或拉丝成形的制品及由岩石锯成的天然制品等。
1.1.3根据耐火度来分可分为普通耐火材料制品,其耐火度为1580℃~1770℃;高级耐火材料制品,其耐火度为1770℃~2000℃;特级耐火材料制品。
其耐火度为2000℃℃以上。
1.1.4根据耐火材料制品的外形来分可分为定形耐火材料制品,如烧成砖。
电熔砖。
耐火隔热砖以及实验和工业用坩埚。
器皿等特殊制品;不定形耐火材料制品,简称散装料,在使用地点才制成所需要的形状和进行热处理,如浇注料、捣打料、投射料、耐火泥等;耐火纤维,如铝纤维、硅酸铝纤维等,使用时一般经过加工成毯、毡、板、绳。
组合键和纤维块制品。
1.2基本性能要求耐火材料的性能表现在诸多方面,其中它的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能。
结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、气孔孔径分布等。
热学性能包括热导率、热膨胀系数、比热、热容、导温系数、热发射率等。
力学性能包括耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量等。
使用性能包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。
作业性包括稠度、塌落度、流动度、可塑性、粘结性、回弹性、凝结性、硬化性等。
其中耐火度是耐火材料的最主要的性能技术指标,耐火度越高,其质量也好[2]。
耐火材料的重要性体现在:影响炉子生产率,影响产品质量,影响炉子寿命,以及影响产品成本。
2传统耐火材料的生产工艺2.1原料的加工原料的加工主要包括原料的精选提纯.均化或合成;原料的干燥和煅烧;原料的粉碎和分级。
2.1.1耐火原料的选矿方法包括手选、冲洗、重选、浮选、磁选、电选、机械拣选和化学选矿等几种。
①手选,可以说所有的耐火原料都经过手选,从采矿分级堆放中就开始手选,拣出杂质含量高的废石,不同品级分别堆放。
一般适用于大块物料。
②冲洗,原料加工前用水冲洗矿石,洗掉粘附在矿石表面的泥土及杂质,一般适用于大于100mm的块状物料。
③重选,在介质流中,利用矿物原料密度不同进行选别。
重选适用粒度围宽,从几百mm到1mm以下,选矿成本低,对环境污染小。
④浮选,利用各种矿物原料颗粒表面对水的湿润性的差异进行选别。
浮选通常能处理小于0.3mm的物料,原则上能选能选别各种矿物原料,是一种用途最广泛的方法。
⑤磁选,利用矿物颗粒磁性不同,在不均匀磁场中进行选别。
耐火原料磁选大多用于除去铁、钛等杂质。
⑥电选,利用矿物颗粒电性的差别,在高压电场中进行选别。
主要用于分选导体,半导体和非导体矿物。
电选机处理颗粒围窄,处理能力低,原料需要干燥,因此受到限制,但成本不高,分选效果好,污染小,主要用于粗精矿的精选。
[3]2.1.2 原料粉碎方式①压碎,缓慢地施加压力于物料,主要用在粗碎、中碎的硬质料,如颚式破碎机。
②击碎,瞬息间加力于物料。
主要用在中碎、细碎的脆性料。
如反击式粉碎机,自磨机。
③剪碎,在一定的压力下,借剪切力进行研磨,主要用于细碎或韧性料。
如球磨机,辊磨机。
④劈碎,在支点间施力。
主要用在粗碎、中碎或脆性料。
如崔氏粉碎机。
[4]2.2配料与混练配料组成:(1)化学组成:主成分,易熔杂质总量和有害杂质量的规定。
(2)颗粒配比。
(3)常温结合剂。
(4)原料中水分和灼减的换算。
配料方法:重量:磅秤、自动称量称、称量车、电子称、光电数字显示称。
容积:带式、板式、槽式、圆盘式、螺旋式、振动给料机。
混练:使不同组分和粒度的物料同的物料同适量的结合剂经混合和挤压作用达到分布均匀和充分润湿的泥料制备过程。
其中混练设备: 单轴和双轴搅拌机、混砂机(混合、搅拌)湿碾机(混合、搅拌和挤压,更均匀)混练机混合原理:①对流混合,颗粒从物料中的一处大批地移动到另一处,类似于流体中的骚动。
②扩散混合,分离的颗粒散布在不断展现的新生料面上,如同一般的扩散作用那样。
③剪切混合,在物料集合体部,颗粒之间相对缓慢移动,在物料中形成若干滑移面,就像薄层流体运动。
三种混合机理在混合机中不是绝对分隔的。
各类混合机的混合机理如下表:混合机类型移动混合扩散混合剪切混合重力氏(容器旋转)大中小强制式(容器固定)大中中气流式大小大[5]2.3砖坯的成型耐火坯料借助于外力和模型,成为具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程方法:1.半干法2.可塑法3.注浆法4.振动成型5.热压注成型6热压成7.电熔注法8.等静压成型压力机2.4 砖坯干燥用蒸发的方法从砖坯中排除水分的过程叫砖坯干燥。
有利于提高坯体的机械强度,有利于装窑操作并保证烧成初期能够顺利进行,是耐火材料工艺必不可少的过程。
其过程分为三个阶段,1.等速干燥阶段 2.降速干燥阶段 3.低速及平衡干燥阶段如图干燥方式分为常温干燥和加热干燥:⑴常温干燥:一般堆放在空气通的厂房风干或阴干。
一般可塑法和手工成型或压机成型水分含量大的转坯先风干,有一定强度后再进入其他干燥器继续干燥。
⑵加热干燥:常用以下几种类型的干燥设备及方法:a.干燥坑:由砖砌的火坑。
把砖坯码放在铺有砂子的坑上,用火箱加热,烟气经坑下的烟道加热砂子,是其干燥。
接近火箱处温度较高,离火箱越远温度越低,干燥不均匀,耗热量大。
b.室式干燥:干燥热源一般采用空气预热,被干燥的砖坯码在干燥车上进行干燥。
干燥器载热体温度和湿度可调,气流分布叫均匀,一般适用于干燥大型和特异型制品。
此外还有隧道干燥,电热干燥,红外干燥,超声波干燥等。
2.5制品烧成耐火材料的烧成是一个复杂的工艺过程。
通过烧成,使坯体中各种反应趋于完全、充分、液相数量继续增加,结晶相进一步成长而达到致密化。
常用以下设备:窑3现代耐火材料的生产工艺传统陶瓷的生产工艺是将原料制成细粉再成型。
但是由于特种耐火材料化学的高纯度,超级耐火性能,各种特殊性能,复杂的制品形状,特别的使用要求,还有隔热耐火材料,由于它的特殊结构,气孔不小于45%,几乎所有的耐火材料都追求高致密度,唯有它追求有一定强度的低密度。
所以在生产工艺方面,除了按耐火材料的传统工艺外,还要有降低制品体积密度,增加气孔率的方法。
熔铸法是物料经高温熔化后,直接浇铸成制品的方法。
一般是配料混匀和细磨等工序,在电弧炉溶化,然后浇注入耐高温的铸型中,再经冷却结晶、退火或切割制成制品。
如熔铸莫来石砖、刚玉砖和镁砖等。
它们的坯体致密,机械强度高、高温结构强度大,抗渣性好,使用围不断在扩大。
生产中主要通过控制熔化的气氛、熔融温度和冷却条件,以保证高的生产效率、析晶符合要求和形成网络结构。
但在冷却析晶过程中,往往由于析晶温度不一致,产生晶粒偏析而使制品部形成集中的空洞缩孔。
熔融喷吹法是将物料放在电弧炉中熔融成熔体,在熔体流出的瞬间,以高压空气或过热蒸汽进行喷吹,使熔融物料分散成纤维或形成空心球的方法。
这是生产耐火纤维和空心球(氧化铝空心球或氧化锆空心球)的主要方法。
制品主要用作轻质耐火、隔热材料。
此外,还可制成粉状或粒状不定形耐火材料,临用时以焦油、沥青、水泥、磷酸盐、硫酸盐或氯化盐等结合剂胶结,不经成型和烧结而直接使用。
4耐火材料的发展展望4.1发展不定型耐火材料不定型耐火材料被喻为第二代耐火材料,同烧成定型耐火材料有以下优点:①不定型耐火材料不需要压砖机和烧成热工设备,工厂占地小,基本建设投资低。
②节约能源,耗能仅为烧成品的~. ③劳动强度低,可完全机械作业,生产效率高。
④可任意造型,制成整体衬体,强度高,抗热震性好,无接缝,气密性好,散热损失小。
4.2 用电容法生产原料和制品熔铸砖与陶瓷结合砖相比主要优点是晶间结合,晶体发育好,排列紧密,气孔少,蠕变率小,尽管材料中存在低熔相,但它填充在晶体骨架空隙中,并不起主导作用。
通过电熔还能起到除杂质,如高铝矾土中的Si,,MgQ,O,等的提纯作用。
因此电熔材料的特点是:⑴结构致密,气孔率低,如采用氧化法的电熔Zr大型块体显气孔率为0.5%~1%;⑵材料纯度高,如我国用A大于85%的高矾土熟料电熔成A不小于98.5%的亚白刚玉;⑶荷重软化温度小;⑷机械强度高;电熔材料的缺点是热导率偏高,抗热震性较差。
4.3 发展炉体冷却技术,加强耐火材料保护采用水冷代替耐火材料在高温设备上屡见不鲜。
炼钢电炉采用水冷炉盖和水冷炉壁技术,使电炉使用寿命显著提高。
超高功率电炉炉盖和炉壁热流增大,采用水冷技术可使熔损部分被喷溅上的炉渣冷却而补充。
泡沫渣埋弧技术是在不断增加渣量的前提下,使渣厚度增加。
主要原理是渣中FeO与C反应生成CO气体,慢慢从渣中溢出,使渣保持泡沫化状态,从而减小弧光对称的熔损,降低耐火材料的损耗。
水冷使电能消耗增大,1t钢约增加5%~10%,但使用寿命延长,检修停炉时间缩短,特别是耐火材料消耗降低55%~90%,总得经济效益是好的。
采用水冷与合适的耐火材料相配合应该是未来炉窑等热工设备的发展方向。
[6] 5结束语作为中国工业生产进步中不可或缺的生产因素,耐火材料在中国的发展是有着长久的历史的,当今的发展已经研究开发了高铝砖、镁铝砖、焦炉硅砖、碳砖、碳化硅砖、电熔莫来石砖、耐火混凝土和不烧砖等广泛应用在国民工业生产中的较好的耐火材料。