耐火材料生產(chǎn)基本知識詳述

1、技術(shù)工人培訓(xùn)教材圣奧耐火材料博奧窯爐節(jié)能技術(shù)研究所2004年10月 TOC o 1-5 h z 目錄緒論一、耐火材料的定義（4）二、耐火材料的分類（4）三、耐火材料的地位和作用（5）四、耐火材料工業(yè)的發(fā)展概況（6）第一章耐火材料的性質(zhì) HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第一節(jié)化學(xué)礦物組成 （7）一、化學(xué)組成（7）二、礦物組成與結(jié)構(gòu)（7） HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 第二節(jié)常溫物理性質(zhì) （7）一、密度（7）二、常溫耐壓強度（8） HYPERLINK l bookmark16 o Current

2、Document 第三節(jié)高溫作業(yè)性質(zhì) （8）一、耐火度（9）二、荷重軟化溫度（9）三、其它高溫性能（10） HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第四節(jié)形狀正確性和尺寸準(zhǔn)確性 （11）第二章耐火材料生產(chǎn)過程第一節(jié) 原料加工 （12 ）一、原料煨燒（12）二、原料的檢選（12）三、破粉碎（12）四、篩分（12） HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 第二節(jié)醇料的制備 （13 ）一、顆粒配比（13）二、配料（13）三、混合（14）四、胭料（14）第三節(jié) 成型（磚坯的壓制） （14 ）一、成型方法（14）二、

3、半干成型的壓制過程（15）三、壓制的不均勻性（層密度現(xiàn)象）（15）四、彈性后效與層裂（15）五、提高成型質(zhì)量的三個問題（16）1 / 66 TOC o 1-5 h z 六、成型設(shè)備與模具尺寸的確定（16） HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第四節(jié)磚坯的干燥 （16）一、干燥過程（16）二、干燥方法與干燥設(shè)備（17）三、半成品檢驗（17） HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 第五節(jié)燒成 （17）一、裝窯（17）二、焙燒（18）三、出窯（18）第六節(jié)成品檢驗與堆放方法 （18）、成品檢驗（18）二、成

4、品堆放（19） HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 第七節(jié)防塵與除塵 （19）一、防塵（20）二、除塵（20）第三章粘土質(zhì)耐火材料 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 第一節(jié) 粘土質(zhì)制品的分類 （21） HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 第二節(jié) 粘土原料 （21）一、粘土的分類（21）二、粘土的化學(xué)-礦物組成與其礦物影響 （22）三、耐火粘土的工藝性質(zhì)（22） HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 第三節(jié)

5、 粘土質(zhì)制品的生產(chǎn)工藝 （23）一、結(jié)合粘土與其他結(jié)合劑的制備（23）二、熟料制備（24）三、坯料的制備（25）四、成型工藝（26）五、干燥（27）六、燒成（27） HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 第四節(jié)粘土質(zhì)制品的一般性質(zhì)和用途 （29）一、粘土制品的一般性質(zhì)（29）二、粘土制品的用途（30）第四章高鋁質(zhì)耐火材料 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 第一節(jié) 高鋁質(zhì)制品的基本特性和所用原料 （31）一、按制品中的化學(xué)一礦物組成分類（31）二、按用途分類（31）第二節(jié) 高鋁質(zhì)制品的生產(chǎn)工藝 （31

6、）、tWj鋁質(zhì)品的基本特性（31）二、tWj鋁制品原料（32）第三節(jié) 高鋁質(zhì)制品的基本特性 （33）一、工藝流程與其特點（33）二、生產(chǎn)工藝要點（34） HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 第四節(jié)高鋁質(zhì)制品的用途 （35）第五章硅質(zhì)耐火材料 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 第一節(jié)硅質(zhì)制品生產(chǎn)的物理一化學(xué)原理 （36）2 / 66 TOC o 1-5 h z 一、氧化硅的各種變體與性質(zhì)（36）二、石英轉(zhuǎn)化的動力學(xué)與礦化劑的作用（36） HYPERLINK l bookmark50 o Curren

7、t Document 第二節(jié)硅醇生產(chǎn)用原料 （38）、硅質(zhì)原料的種類（38）二、硅醇生產(chǎn)用硅石性質(zhì)（38）三、礦化劑的選擇和加入量的確定（39）四、結(jié)合劑的選擇和加入量的確定（39）五、泥料顆粒組成的選擇（40） HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 第三節(jié) 硅科的生產(chǎn)工藝（40）一、生產(chǎn)硅磚的工藝流程（40）二、生產(chǎn)工藝要求（40）第四節(jié) 硅質(zhì)耐火材料的性質(zhì)與使用 （43）一、硅質(zhì)耐火材料的性質(zhì)（43）二、硅質(zhì)耐火材料的使用（44）第六章輕質(zhì)耐火材料第一節(jié)概論 （45） HYPERLINK l bookmark54 o Current Docum

8、ent 第二節(jié)輕質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)工藝 （45）一、燒盡加入物法（45）二、泡沫法（46）三、化學(xué)法（47） HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 第三節(jié)輕質(zhì)制品的主要性質(zhì)要求與應(yīng)用 （48）一、主要性質(zhì)要求（48）二、輕質(zhì)耐火制品的使用（48）第七章不定型耐火材料 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 第一節(jié)耐火混凝土 （49）一、硅酸鹽水泥耐火混凝土（49）二、磷酸鹽耐火混凝土（52）三、硅酸鹽耐火混凝土（53）四、水玻璃耐火混凝土的生產(chǎn)工藝（54）第二節(jié)耐火泥 （55）、粘土質(zhì)耐火泥 （56）二、高

9、鋁質(zhì)耐火泥（56）三、硅質(zhì)耐火泥（56）四、鎂質(zhì)耐火泥（57）第八章其它耐火材料第一節(jié)鎂質(zhì)耐火材料 （58）一、鎂質(zhì)耐火材料的原料（58）二、鎂醇的生產(chǎn)工藝（58）第二節(jié)半硅質(zhì)耐火材料 （60）一、石英一粘土制品（61）二、葉臘石制品（61） HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 第三節(jié)碳化硅質(zhì)耐火材料 （61）一、碳化硅（61）二、碳化硅制品的生產(chǎn)工藝（62）3 / 66 TOC o 1-5 h z 三、碳化硅質(zhì)耐火材料的性能與應(yīng)用（62）第四節(jié) 硅酸鋁纖維與其制品 （63）一、硅酸鋁纖維的生產(chǎn)工藝（63）二、硅酸鋁纖維制品生產(chǎn)工藝（64）三、硅

10、酸鋁纖維與其制品的性能（64）第五節(jié)磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐火醇 （64）緒 論一、耐火材料的定義耐火材料是指耐火度不低于 1580 C的無機非金屬材料。耐火材料一般用硅酸鋁系統(tǒng)的天然礦石和巖石作為主要原料，它的基本工藝和某些基本特點與硅酸鹽系統(tǒng)的其它產(chǎn)品相類似，所以耐火材料列為硅酸鹽系統(tǒng)中的一種產(chǎn)品，是硅酸鹽工業(yè)中的一個重要組成部分。它和水泥、瓷、玻璃等硅酸鹽工業(yè)一樣在國民經(jīng)濟(jì)中具有相當(dāng)重要的地位和作用。耐火材料素有“鋼鐵之母”之美稱，因它具有在熱工設(shè)備中有抵抗高溫的特殊性能，而 在現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和需要，耐火材料的使用圍日益擴大，由冶金（包括鋼鐵與有色冶金等

11、）、硅酸鹽（水泥、瓷等）、化工、動力、機械制造等工業(yè)，擴展到一切有高溫操作的工礦企業(yè)中，其窯爐（燃燒窯、熔池、火道、塔蝸）等 熱工設(shè)備的受熱部分，耐火材料都是不可缺少的重要建筑結(jié)構(gòu)材料。在尖端科學(xué)領(lǐng)域里（如火箭、原子反應(yīng)堆等）同樣是不可缺少的耐高溫材料或零件。由于耐火材料長期使用于各種不同加熱條件的高溫設(shè)備中，它受著高溫以與其它各種不同條件作用，受著復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)而破壞。因此，耐火材料必須具有以下幾個重要性能。1、高溫時不易熔化現(xiàn)代化工業(yè)窯爐的工作溫度一般介于10001800c之間，因此，耐火材料首先要具有在此溫度下不易熔化的性能。2、在高溫受壓的情況下不軟化大多數(shù)耐火材料的熔化溫度都超過

12、16501700 C ,但是它在達(dá)到熔化溫度前就開始變形（軟化），失去結(jié)構(gòu)強度，因此耐火材料不僅要有高的溶化溫度，而且還應(yīng)具有在受高溫 荷重的條件下不發(fā)生變形的性能。3、高溫環(huán)境中體積穩(wěn)定耐火材料在高溫條件下使用時， 由于材料部起物理化學(xué)反應(yīng)而使體積發(fā)生變化。大部分耐火材料的這種變化是體積收縮， 少數(shù)則發(fā)生膨脹。不論是體積收縮或膨脹，如超出一定圍 均能引起爐體的損壞。因此要求耐火材料具有良好的高溫體積穩(wěn)定性。4、能抵抗溫度驟變且受熱不均勻而引起爐體損壞在間斷作業(yè)的窯爐中， 高溫時，急劇變化或各部位砌體受熱不均勻，砌磚體部會產(chǎn)生應(yīng)力而使材料開裂，造成爐體損壞。故耐火材料應(yīng)具有能承受爐溫的急劇變化

13、和波動不致開裂 的性能熱穩(wěn)定性。5、高溫時能抵抗?fàn)t渣的侵蝕作用耐火材料在使用過程中，因變相接觸的燃料灰，熔融爐渣與熔融金屬等的作用而被侵蝕。 因此，耐火材料應(yīng)具備抵抗這種侵蝕的能力。在使用耐火材料時， 要根據(jù)使用場合主要的要求以與各種耐火材料所具有的特性來合理選擇。二、耐火材料的分類4 / 66耐火材料的種類很多，目前耐火材料的分類方法大致有如下幾種。1、按耐火度可分為1580 c 1770 C1580 c 1770 C。1770 C 2000 C。2000 C 3000 C。3000 C。按制造工藝可分為天然巖石、泥漿燒注、可塑成型、半干成型、干壓成型、搗打、熔鑄 等制品。3、按化學(xué)一礦物組

14、成可分為(1)硅質(zhì)制品硅科SiO293%勺制品，石英玻璃 SiO299%勺熔融制品。(2)硅酸鋁質(zhì)制品半硅酸SiO265% AI 2。為1530%之間。粘土穆AI2O3為3048g間。高鋁磚AI2Q48%勺制品。(3)鎂質(zhì)制品鎂醇：MgO85% 鎂銘磚 MgO55- 80% (Cr2O10 30% 的制品。銘鎂醇： MgO25- 55% 合較多量銘鐵礦的制品；鎂鋁磚：以鎂鋁尖晶石(MgO-Al2Q)結(jié)合的鎂醇； 鎂橄欖石(2MgOSO)科，MgO35- 55%白云石制品：CaO40% MgO35%J制品。(4)銘科Cr2Q30%(5)炭質(zhì)制品炭醇：含炭量7090%勺制品石墨制品：含石墨量 30

15、%上的制品。碳化硅制品：以SiC為原料，耐火粘土或其他無機物結(jié)合的制品。(6)特種耐火材料高溫瓷材料：金屬瓷材料。4、按形狀和尺寸分按形狀和尺寸可以分為：標(biāo)、普、異、特型醇，另外，耐火材料按燒制分法，按用途、 按施工特點等，還有別的一些分類。三、耐火材料的地位和作用耐火材料的進(jìn)步是與工業(yè)發(fā)展分不開的。近三十多年來，各種工業(yè)部門的新技術(shù)和新工藝不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了工業(yè)窯爐的變革，推動了耐火材料工業(yè)的發(fā)展。如今，耐火材料廣泛應(yīng) 用于冶金、硅酸鹽、化工、動力、機械制造等工業(yè)中，隨著我國原子能，噴氣飛機和火箭等 尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給耐火材料開辟了新的發(fā)展天地，使耐火材料在尖端技術(shù)的發(fā)展上占有重要地位。以

16、上等等這些其重要標(biāo)志是工業(yè)窯爐裝備化，自動化和高效化；耐火材料的品種增加，質(zhì)量提高和消耗降低。同時，施工技術(shù)水平顯著提高。因此推動了耐火材料工業(yè)的 發(fā)展。耐火材料作為工業(yè)性的輔助材料在冶金工業(yè)部門消耗最多約為總數(shù)的6070%建材系統(tǒng)包括水泥、瓷等工業(yè)部門消耗為 820%機械等其它工業(yè)部門消耗比例為總數(shù)的 20就右。 因此要強調(diào)的是耐火材料的消耗是與各國不同時期的工業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平分不開的，各國工業(yè)部門耐火材料的消耗比例詳見表 15 / 66表一各國工業(yè)部門耐火材料的消耗比例（%國名日本西德美國聯(lián)英國法國鋼鐵r 69.757.750.760.173.765.0有色1.92.76.54.0-4.0

17、建材10.316.017.88.19.314.5石油化工1.41.52.74.71.34.0發(fā)電鍋爐0.11.10.8-1.2-機械與其它16.621.021.523.114.512.5同時耐火材料的消耗也與耐火材料的品種質(zhì)量和生產(chǎn)操作技術(shù)分不開，也推動著耐火材料工業(yè)的進(jìn)步。 四、耐火材料工業(yè)的發(fā)展概況我國是世界上發(fā)明和制造瓷最早的國家，是瓷器的故土，瓷器是我國人民的驕傲。 從考古出來的瓷器表明，三千年前我國的祖先就掌握了器的制造法，對人類文化作出了極為重要的貢獻(xiàn)。耐火材料在那時就已經(jīng)制造并首先應(yīng)用于瓷業(yè)。當(dāng)時燒制瓷器用的匣缽和窯爐襯磚就是一種粘土質(zhì)耐火材料。然而由于長期的封建統(tǒng)治，特別是近百

18、年來帝國主義的侵入和反 動統(tǒng)治者的腐敗無能，我國耐火材料工藝和其它工業(yè)部門一樣，長期處于落后狀態(tài)。因此， 解放前我國有許多耐火材料甚至一般鍋爐用磚也要靠從外國進(jìn)口。新中國成產(chǎn)后，隨著治金工業(yè)的發(fā)展， 我國耐火材料工業(yè)也發(fā)展很快。根據(jù)使用需要和原料情況，合理布署遍與全國各地。同時成立了專業(yè)科研單位，不少大專院校里設(shè)有耐火材 料專業(yè)。在我國工人階級和科技人員的努力下，充分利用本國資源， 積極發(fā)展耐火材料工業(yè)， 掌握和生產(chǎn)了過去所不能生產(chǎn)的硅質(zhì)耐火材料和高鋁質(zhì)制品等。1957年我國獨創(chuàng)的鎂鋁磚在鋼鐵公司，大石橋鎂礦等大規(guī)模的生產(chǎn)，并在我國煉鋼工業(yè)中廣泛采用，使煉鋼平爐頂壽命比硅磚爐頂長2.5倍。比鎂

19、銘科長70喊一倍以上。在耐火材料生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝方面， 為進(jìn)一步提高耐火材料質(zhì)量不斷改善生產(chǎn)條件，耐火材料的新工藝新技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。 原料的破碎、配料、混合工序在一些工廠已實現(xiàn)全部自動化，有的廠已實現(xiàn)自動打磚，并采 用了高噸位的自動油壓機，在制品燒成上廣泛采用各種類型的隧道窯，設(shè)計建造了底式倒焰窯，大型活頂?shù)寡娓G，以與隨著特殊耐火材料的發(fā)展而發(fā)展起來的各種不同類型的高溫窯， 廣泛采用液體、氣體燃料煨燒制品。 我國耐火材料的生產(chǎn)技術(shù)已步入世界先進(jìn)行列，正全面實現(xiàn)全盤機械化，半自動化，自動化。近三十多年來，由于耐火材料工業(yè)的發(fā)展。各廠努力搞好文明生產(chǎn)管理，加強防塵設(shè)施， 使粉塵濃度降低到 2

20、毫米/米3以下，成績十份顯著。主要標(biāo)志如下：采用優(yōu)質(zhì)原料、高壓 成型、高溫?zé)?，如我國最大的摩撐壓磚機為800噸。因此產(chǎn)品質(zhì)量提高，品種增加；高級耐火材料，特別是不定形耐火材料和耐火纖維發(fā)展迅速，使用普遍；耐火材料生產(chǎn)技術(shù)和自動化水平，以與勞動生產(chǎn)率均得到了提高。6 / 66第一章耐火材料的性質(zhì)耐火制品的性質(zhì)， 決定制品適合的使用條件， 決定制品質(zhì)量的好壞。 而它本身則為制品 的化學(xué)組成和礦物結(jié)構(gòu)所決定，也就是為制造所用的原料和加工方法所決定。各類不同的耐火制品，都有其獨特的性質(zhì)。 為了充份掌握這些特性和制出新品種的制品，以與做到合理使用的制品，必須研究耐火制品的性質(zhì)。 作為高溫結(jié)構(gòu)材料的耐火

21、材料在各種熱工設(shè)備經(jīng)受高 溫與各種的物理化學(xué)作用，因此，從使用上要求耐火材料應(yīng)能抵搞作業(yè)條件下的高溫作用和 在作業(yè)時間進(jìn)行的一系列物理一化學(xué)作用。耐火材料低搞各種損毀因素的能力的性質(zhì)不但是衡量耐火材料的質(zhì)量，也是決定耐火材料使用條件的生要依據(jù)。第一節(jié) 化學(xué)-礦物組成一、化學(xué)組成耐火材料制品（或原料）的化學(xué)組成，又稱化學(xué)成份，一般用化學(xué)分析方法進(jìn)行測定。常用耐火材料一般測定 Al2。、SiO2、Fe2Q、CaO MgO TiO?、NazQ K2O等，并測定燒灼減 量。不同種類的耐火材料與制品具有不同的化學(xué)成份。耐火材料的化學(xué)組成決定著耐火材料的基本化學(xué)特性，如以 SiO2為主體成份的硅醇呈酸性，

22、而以MgO為主體成份的鎂醇則呈堿性，這對選用材料和判斷在使用中它們之間的化學(xué)作用情況，具有特殊意義。但由于耐火材料是非均質(zhì)體，全體與局部的化學(xué)組成不同；而且有時某一化學(xué)成份一樣的制品，由于所用原料的不同，礦物組成與結(jié)構(gòu)的不同，其性能可能有很大的差別，因些單純從化學(xué)組成出發(fā)加以考慮則不夠全面，應(yīng)進(jìn)一步觀察其礦物組成和部的組織結(jié)構(gòu)情況加以全面判斷。 二、礦物組成與結(jié)構(gòu)耐火材料制品（和原料）是礦物的組成體。因此，在影響制品性質(zhì)的主要原因是制品的 礦物組成，而不是化學(xué)組成。 耐火材料制品的礦物組成取決于制品化學(xué)組成和形成制品時的 外界作用因素（如溫度，壓力）。為了獲得滿足各種不同使用要求的耐火材料，必

23、須深入地進(jìn)行耐火材料礦物組成的研 究，摸清并掌握它們的生存條件和變化規(guī)律。對于使用過程中受爐渣侵蝕的磚塊進(jìn)行礦物鑒定，是進(jìn)行使用研究的重要手段，更能提供改進(jìn)質(zhì)量的方向。目前，鑒定耐火材料的礦物組成與結(jié)構(gòu)的方法，一般是通過顯微鏡觀察，以與X射線分析，差熱分析和衍射鑒定等。耐火材料的化學(xué)-礦物組成是分析原料與制品特性的一個重要方面，所以改變制品特 性，提高制品質(zhì)量，一般采用調(diào)整制品化學(xué)一礦物組成的方法。第二節(jié)常溫物理性質(zhì)檢驗?zāi)突鸩牧系慕M織結(jié)構(gòu)， 主要是檢驗其常溫的物理性質(zhì)，檢驗?zāi)突鸩牧虾暧^組織結(jié)構(gòu)的測試項目，有氣孔率（或稱空隙度），體積密度（或稱容積比重），真比重，假比重，吸水率，透氣率等，它們試

24、驗測定方法簡單，快速方便，費用節(jié)省，是鑒定原料煨燒質(zhì)量，控制 工藝操作，以與成型質(zhì)量的常規(guī)檢測項目。對鑒定產(chǎn)品的使用性能也有一定意義；故通常與常溫機械強度（耐壓極限強度）等項檢驗，綜合用作批量鑒定產(chǎn)品最必需和通用的試驗項目。 一、密度7 / 66密度是致密程度的意思。從物理觀點來看，耐火制品是固體和氣體（以氣孔形成存在）的組成體。表示致密程度用體積密度（單位體積物體的重量），即P=w/v。對耐火制品顯得更為重要和更有實用意義的是氣孔率（氣孔體積占制品總體積的百分?jǐn)?shù)）。因為耐火制品中氣孔體積量的多少對制品高溫工作性質(zhì)的影響是明顯的，至關(guān)重要。氣孔率指標(biāo)不僅表明耐火制品質(zhì)量的好壞，同時它對生產(chǎn)工藝

25、因素的反應(yīng)是敏感的，所以也是檢查和判斷原料質(zhì)量和工藝過程最常用的依據(jù)之o耐火制品中存在的氣孔，有三種形式：開口氣孔（是存在于制品表面，與外界相通的氣孔）、閉口氣孔（是封閉在制品部，與外界處于隔絕狀態(tài)的氣孔）、貫通氣孔（是貫通制品兩面與外界相通的氣孔，在測定中是歸于開品氣孔計的）。其中對耐火制品使用過程影響最大的是開口氣孔（包括貫氣孔），因其在使用過程中直接與外物（如熔渣）相接觸，它直接進(jìn) 入其中并侵入部，加速制品的破壞。另外吸水率（表示充填制品中全部開口氣孔體積所需水 的重量占制品重量的百分?jǐn)?shù)）又是表示制品開口氣孔量的一個重要指標(biāo)。開口氣孔體積開口氣孔率=M00%（顯氣孔率） 試樣的總體積什，

26、生開口氣孔吸滿水的重 吸水率=試樣未吸水前的干重M00%WK=%WK=W吸水率（%G開口氣孔吸水重量G試樣干燥重量，克。體積密度=試樣干重（克）試樣總體積（厘米）3=試樣總體積（厘米）3x真密度（克）二 W鼠逮,試樣干重（克）八中又總體積與其中孔隙所占的體積之差八百 Gp具一U2-U0真比重=真比重=與材料同濕度、同體積水的重（克） 真密度與材料同濕度下純水的密度（克 /厘米3）、常溫耐壓強度耐火制品的常溫耐壓強度是耐火制品在常溫下，單位面積上所能承受的最大壓力。壓碎制品的總壓力（公斤）耐壓強度=制品受壓面積（厘米 2）耐火制品常溫耐壓強度，取決于制品中各個顆粒本身的強度，顆粒間相互連結(jié)的牢固

27、性、氣孔的數(shù)量和存在形式， 以與加入結(jié)合劑所起的結(jié)合能力的大小等。因此，它受工藝條件影8 / 66響很大。耐火材料在使用過程中，雖然很少發(fā)生在常溫下受靜荷重而招致破壞的現(xiàn)象，但因測定常溫耐壓強度的方法簡便，可以與時了解生產(chǎn)工藝，如混練，成型，燒成的操作情況； 同時也可以間接了解制品其他性能的好壞（如耐磨、抗沖擊、抗沖刷等） ，并能與其它性能 的檢驗結(jié)果綜合判斷制品的質(zhì)量。因此常溫耐壓強度仍為目前常用的檢驗項目之一。第三節(jié)高溫作業(yè)性能耐火材料的高溫作業(yè)性質(zhì)，是在高溫下測定的性質(zhì)，這些性質(zhì)，有的反應(yīng)出耐火材料在該溫度下的狀態(tài)（如耐火度，荷重軟化溫度），有的反應(yīng)出耐火材料在該溫度下對某種外來作用（如

28、溶渣，氣體，溫度，溫度急變等）的反應(yīng)?？傊@些性質(zhì)都在某種程度上反應(yīng)出 耐火材料在使用時的狀態(tài)。因此，測定和了解耐火材料的高溫作業(yè)性質(zhì)，對提高產(chǎn)品質(zhì)量和合理適用耐火材料都具有直接意義。一、耐火度耐火度是耐火材料抵抗高溫作用而不熔化的性質(zhì)指標(biāo)。對于耐火材料而言，耐火度代表的意義與熔點不同，熔點是指純物質(zhì)熔融成液相的平衡溫度，如氧化鋁的熔點為2050c，氧化硅為1713c，莫來石為1810C等，但一般耐火材料并非純物質(zhì)，而由多種不同礦物組成，并有許多雜質(zhì)，故無一定的熔點，只有其融熔溫度圍。決定耐火材料的耐火度的根本因素是其化學(xué)一礦物組成和它的分布情況，各種雜質(zhì)成份是極其有害的。因此在生產(chǎn)中注意提

29、高原料的純度， 進(jìn)行原料的檢選，對于提高耐火材料的 耐火性能是十分必要的。耐火材料的耐火度， 只能表明其抵抗溫度作用的能力， 不能作為使用溫度的上限， 因為 制品在實際使用過程中， 在經(jīng)受高溫作用的同時， 還伴隨著荷重和外物的熔劑作用， 所以制 品的實際使用溫度較耐火度低得多。耐火度可作為評定耐火原料純度和制品質(zhì)量的指標(biāo)。耐火度的測定方法， 是將材料按規(guī)定制成三角錐， 在規(guī)定的加熱條件下， 與標(biāo)準(zhǔn)高溫錐 彎倒情況相比較，直至試錐的頂部彎倒接觸低座，此時與試錐同時彎倒的標(biāo)準(zhǔn)高溫錐所代表的溫度即為該試錐的耐火度。常用火錐的錐號與其代表的溫度見表（1-1 ）表1-1標(biāo)準(zhǔn)火錐號與溫度對照表錐號溫度（C

30、）錐號溫度（C）錐號溫度（C）12312301461460167167012512501481480169169012812801501500171171013013001521520173173013213201541540175175013513501581580177177013813801611610179179014114101361630183183014314301651650標(biāo)準(zhǔn)火錐不但用于測定耐火材料的耐火度，而且在瓷，耐火材料燒成時，經(jīng)常用以判斷和控制窯溫。通常耐火度按以下公試計算：（僅供參考）360+AI2C3%- (RO+RO+FQ+TQ) %C t=0.228上式中，

31、RO和RO分別代表堿金屬和堿土金屬氧化物。式中百分比應(yīng)折算成， Al2Q+SiO2=100%乍為基準(zhǔn)。二、荷重軟化溫度檢驗?zāi)突鸩牧系母邷亟Y(jié)構(gòu)強度，是測定耐火材料在實際應(yīng)用中抵抗溫度、壓力雙重作用9 / 66而不變形的能力。通常的測定方法是固定試樣所承受的壓力（2公斤/厘米2）不斷升高溫度，測定試樣在發(fā)生一定變形量（0.6%, 4娥40%）和坍塌時的溫度就是荷重軟化溫度。荷重軟化溫度是表示制品對高溫和荷重的共同作用的抵抗性能。它是評定耐火材料質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，更是選用確定耐火材料最高使用溫度的重要數(shù)據(jù)。一般情況下，制品總是在高溫荷重的條件下使用，往往會在遠(yuǎn)低于其耐火度（如鎂醇）的溫度下，由于磚

32、體結(jié)合部 分的熔化而發(fā)生明顯的塑性變形，引起熔爐的變形甚至坍塌，所以測定荷重軟化溫度，對于耐火材料的實際使用具有重要意義。一般影響耐火材料的實際使用荷重軟化溫度的主要因素是制品的礦物一一化學(xué)組成和生產(chǎn)工藝條件。如提高原料純度使雜質(zhì)含量降低，提高液相形成溫度可以提高荷重軟化溫度。幾種常見耐火制品的荷重軟化開始溫度見表（1-2）磚種荷重軟化開始溫度（C硅磚16201640粘土磚13001400高鋁磚14201500半硅磚12501400鎂磚14701550鎂鋁磚15201580幾種常見耐火材料的荷重軟化開始溫度表1-2三、其它高溫性能1、重?zé)€變化重?zé)€變化是耐火制品加熱到高溫后，長度的不可逆的減

33、小或增大。其計算可以用下式表示。V2-V1重?zé)w積變化百分率 V=M00%ViL2-L 1重?zé)€變化百分率 L= 100%L1式中，V1、V2是一分別表示重?zé)昂笤嚇拥捏w積L1、L2是一分別表示重?zé)昂笤嚇拥拈L度按上式計算的結(jié)果，可能為正值，也可能為負(fù)值，前者代表膨脹，后者代表收縮。耐火制品在高溫下使用時， 如果產(chǎn)生過大的重?zé)湛s會使窯爐砌體的磚縫增大，影響砌體的整體性，甚至?xí)斐蔂t體結(jié)構(gòu)損壞。相反過大的重?zé)蛎浺矔茐钠鲶w的幾何形狀，甚至崩塌。使耐火制品產(chǎn)生重?zé)€變化的基本原因，是制品在高溫使用條件下繼續(xù)燒結(jié)。為了降低耐火制品的重?zé)兓?在工藝上一般采取提高磚坯成型密度和適當(dāng)提高制品燒成溫

34、度延 長保溫時間。2、熱震穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定性）熱震穩(wěn)定性是耐火制品對于急冷急熱溫度變化的抵抗性能。熱穩(wěn)定性是鑒定耐火材料質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，耐火材料在使用時常碰到溫度波動的情況。由于耐火材料的導(dǎo)熱性能較差，造成磚的表面和部的溫差很大，又由于材料的受熱膨脹或遇冷收縮的作用，均使醇部產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過科本身的結(jié)構(gòu)強度時，就產(chǎn)生開裂、剝落、甚至磚體崩裂。這種破壞作用也往往是耐火材料在使用過程中砌體遇到損壞的重要原 因之一。因此，在生產(chǎn)中采取有效措施以提高制品的穩(wěn)定性是很重要的。影響耐火制品熱穩(wěn)定性的因素是制品熱膨脹性，導(dǎo)熱性，彈性模量，制品的組織結(jié)構(gòu)與形狀、大小等?？梢酝ㄟ^改變制品的礦物組成。提

35、高瘠性物料的臨界粒度，使泥料顆粒適當(dāng) 變粗，以與提高制品燒成質(zhì)量來提高制品熱穩(wěn)定性。某些耐火材料的熱穩(wěn)定性指標(biāo)如下表：10 / 66名稱重量損失20%寸熱冷循環(huán)的次數(shù)（850 c水冷）硅磚12普通粘土磚10 12粗顆粒粘土磚25 100鎂磚23鎂鋁磚50 1503、抗渣性抗渣性是耐火材料在高溫下對于爐渣侵蝕作用的抵抗能力。爐渣的侵蝕作用是十分復(fù)雜的，不僅有化學(xué)反應(yīng)，而且有機械磨損和物理化學(xué)作用， 是耐火材料在使用過程中損毀的重要原因。同時由于爐溫度變化，機械磨損振動沖擊等因素， 互相惡化，加劇損壞作用過程，往往是因為化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生低熔物質(zhì)，不斷往耐火材料部擴散。使之軟化和熔化，喪失強度，嚴(yán)重時甚

36、至整塊淌成流體，或被侵蝕掉而熔入爐渣，因此研究 耐火材料的抗渣性能具有非常重要的意義。鑒別耐火制品抗渣性能的測定方法有：流渣法， 增摒法、浸渣法、熔錐法，噴渣法等五種。影響耐火材料抗渣性的主要因素是耐火材料、熔渣的組成和性質(zhì)，耐火材料的使用溫度以與制品的組織結(jié)構(gòu)等。 因此，在生產(chǎn)工藝上要想有效地提高耐火材料的抗渣性，就應(yīng)該保證和提高原料的純度，改善制品的化學(xué)礦物組成。選擇合適的生產(chǎn)方法以保證制品具有致密 而均勻的組織結(jié)構(gòu)。4、熱膨脹耐火材料在使用時也與一般物體一樣，會發(fā)生熱脹冷縮的可逆變化。熱膨脹的重要性在于爐子結(jié)構(gòu)總是要留有適當(dāng)?shù)呐蛎浛p。一種耐火材料的熱膨脹是組成它的各礦物相和玻璃相成份的膨

37、脹的總和，用X射線去測量加熱時晶格的變化可以得到晶體膨脹的資料。它也可用公式表示如下：It-IoIt-IoP=100% a=I oI o （t-t o）公式中：P試樣線膨脹率 % to-室溫，C ；t-加熱溫度,Lo-試樣在室溫下長度，毫米；Lt-試樣加熱至t C時的長度毫米，a一試樣的平均線膨脹系數(shù)1/ C耐火材料的體膨脹系數(shù)約為線膨脹系數(shù)的3倍。耐火材料的熱膨脹性主要取決于制品的化學(xué)一礦物組成。所以不同種類的耐火制品受熱時的膨脹情況也不一樣。如下是幾種常用耐火材料的平均線膨脹系數(shù)（291000 c圍）粘土磚4.56.0 X10-6高鋁磚5.55.8 M0-6鎂科1415M0-6剛玉磚88M

38、0-6硅科11.513M0-6第四節(jié)形狀正確性和尺寸準(zhǔn)確性在工業(yè)窯爐和燃燒室的實際操作中，耐火制品的形狀正確性和尺寸準(zhǔn)確性對部的使用壽命有很大的影響。生產(chǎn)外形尺寸符合設(shè)計圖紙要求的制品，是耐火材料生產(chǎn)工作者的重要任務(wù)，制品外形正確與否，尺寸是否符合要求，直接影響筑爐施工質(zhì)量和窯爐的使用壽命。外形尺寸的正確則是獲得較小砌縫的首要條件。工程設(shè)計對于磚縫的寬度要求，根據(jù)窯爐各部位作業(yè)條件不同而有不同的要求，通常最低的要求不大于 3毫米。某些重要部位規(guī)定不大于0.5毫米。顯然如果制品扭曲變形較大，或尺寸超出了規(guī)定允許的圍是不能滿足要求的。影響制品外形尺寸準(zhǔn)確性的因素很多，在生產(chǎn)中，原料質(zhì)量不穩(wěn)定， 磚

39、模設(shè)計時的縮放尺寸率不合適，裝窯方法不當(dāng)，燒成溫度變化較大等都會有影響，往往造成大批廢品。制品11 / 66 的尺寸愈大；形狀愈復(fù)雜，保證制品外形尺寸的準(zhǔn)確性就愈困難。因此，在工程設(shè)計上，應(yīng) 盡量簡化醇型，控制醇型設(shè)計過大，注意磚型統(tǒng)一工作，這對提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大的作用。另外，耐火材料制品的牌號和醇號等可根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。第二章 耐火材料的生產(chǎn)過程耐火材料的種類繁多，所用原料以與對產(chǎn)品的質(zhì)量要求各不一樣。 不同種類的耐火材料 所采用的生產(chǎn)方法也各有特點， 但它們的生產(chǎn)工序和加工方法基本是一致的，而且影響質(zhì)量因素也大致一樣，所以學(xué)習(xí)耐火材料生產(chǎn)過程中的共同性的工藝過程，有助于了解各種不

40、同耐火材料的工藝特點。耐火材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展是以提高質(zhì)量、增加品種和降低消耗為中心而進(jìn)行的，下面按照幾個主要工序的特點進(jìn)行述敘。第一節(jié)原料加工一、原料煨燒原料是耐火材料的基礎(chǔ)， 沒有優(yōu)質(zhì)原料就不可能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。 近幾年來，國外對耐 火原料的選礦、提純煨燒技術(shù)和合成原料工藝等方面做了大量的研究開發(fā)工作，使其純度提高，熟料密度增大，成份結(jié)構(gòu)均勻和性能穩(wěn)定。絕大部分耐火材料所用骨料， 在制磚前首先要經(jīng)過煨燒，這是因為原生礦石在高溫下將會發(fā)生分解，而使直接制成的磚坯在加工熱過程中變得松散和剝裂以至成為廢品。也就是說，它們在高溫下要進(jìn)行一系列的物理-化學(xué)反應(yīng)，讓這些變化在原料煨燒時完成，保證獲得具有

41、良好物理-化學(xué)性能和外觀質(zhì)量。 二、原料的檢選原料檢選通常在破碎前進(jìn)行，檢選目的主要是：（指熟料）1、選出原料中的雜質(zhì)或生料，未燃盡的燃料塊以與熔瘤塊（熟料）。2、根據(jù)原料的外觀進(jìn)行分級堆放。檢選工作目前我國都是用人工檢選，這種方法勞動強度大， 檢選效率低，不能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。三、破碎與粉磨進(jìn)入工廠的原料（礦石）的塊度通常具有各種形狀與尺寸，其大小不異。小的為粉末狀，大的有350毫米左右塊狀。因此必須經(jīng)過破碎以達(dá)到制備坯料用的顆粒度要求。另外，單一尺寸顆粒組成的泥料不能獲得致密堆積，必須按大、中、小顆粒級配才能獲得致密的坯體。耐火原料的粉碎主要是用機械方法，將塊狀物料變成粒狀或粉狀物料

42、的加工過程。即由350毫米大塊料破碎至 5070毫米中塊，由 5070毫米粉碎成 35毫米左右的粗粒，再 粉磨成小于0.088毫米的細(xì)粉。粉碎的目的在于將塊狀原料制成有一定顆粒組成的碎粒與細(xì)粉，才能將不同組成的粉料配制混合均勻，增加原料的比表面積，提高其物理-化學(xué)反應(yīng)的速度。影響耐火原料粉碎的因素，主要是原料本身的強度、硬度、塑性和水份等，同時也與破 粉碎設(shè)備的特性有關(guān)。粉碎工藝流程通常有開路流程和閉路流程兩種。開路流程的特點是流程簡單，但是經(jīng)過一次粉碎即完成任務(wù)，勢必造成細(xì)粉過多，動力消耗大，產(chǎn)量低。閉路流程是粉碎后的物料 要經(jīng)過篩選，篩下料作為成品，篩上料回到粉碎機重新粉碎。該流程生產(chǎn)能力

43、大，顆粒容易12 / 66 控制；但流程復(fù)雜，需要更多的附屬設(shè)備。中小型企業(yè)粉碎工藝應(yīng)優(yōu)選閉路流程為宜，因為 其生產(chǎn)靈活性大，有利于組織生產(chǎn)。其常用的粉碎機械設(shè)備有顆式破碎機，它的結(jié)構(gòu)簡單， 牢固，工作可靠，操作維修方便，能處理塊度變化圍很大的物料，圓錐式破碎機是在耐火材 料工業(yè)中廣泛用作物料的中碎和細(xì)碎設(shè)備。干碾機是粉碎各種硬質(zhì)原料和熟料的主要設(shè)備， 同時也用它來粉碎粘土等軟質(zhì)和半軟質(zhì)原料。四、篩分耐火原料經(jīng)粉碎后，一般是大中小顆粒連續(xù)混在一起。為了獲得符合規(guī)定尺寸的組分就需要進(jìn)行篩分。篩分是指粉碎后的物料， 通過一定尺寸的篩孔， 使不同粒度的物料進(jìn)行分離 的工藝過程。篩分設(shè)備主要有轉(zhuǎn)筒篩、

44、振動篩和固定斜篩，后兩種應(yīng)用較廣泛；振動篩的篩 分效率達(dá)90%A上，固定篩一般在 70流右。篩分關(guān)鍵在于篩子層數(shù)和合理篩網(wǎng)孔徑，它取 決于顆粒組成和粒度配合的要求。如果粒度配合要求不高，可采用單層篩；要求嚴(yán)，則采用 雙層篩和多層篩。在生產(chǎn)中常用篩的篩孔的表示方法（網(wǎng)目、孔號和篩孔尺寸等）見表（2-1 ）紡織篩網(wǎng)簡明規(guī)格美國篩制英國篩制德國篩制網(wǎng)目號篩孔尺寸（mrjn網(wǎng)目號篩孔尺寸（mm篩號每平方厘米 的孔數(shù)篩孔尺寸（mm44.7662.81211663.3682.05724382.38161.0034161.5161.19300.58640.75300.58600.251162560.3856

45、00.251000.152309000.21000.1491200.1246036000.1021700.0882000.0767049000.088第二節(jié) 磚料的制備耐火材料的磚料是按一定比例配合的各種原料的料粉，在混練過程中加入水或其它結(jié)合劑而制成的混合料。整個磚料制備過程包括顆粒級配、配料、混合和胭料等幾個工序。 一、顆粒配比磚料的顆粒配比對坯體的致密程度有著重大的影響，只有符合緊密堆積顆粒配比， 才有可能獲得最致密的成型坯體。從試驗的結(jié)果來看，兩種顆粒的級配比例為6:47:3。三種顆粒的級配比例為 7:1:2時其堆積密度較高。我國多年來耐火材料生產(chǎn)的實踐經(jīng)驗表明，制造耐火制品，用的醇料

46、顆粒組成應(yīng)采取 “兩頭大，中間小”的粒度配比為好，即在磚料中粗，細(xì)顆粒多，中間顆粒少。因此在實際生產(chǎn) 中，無論是原料的粉碎或泥料的制備，在生產(chǎn)操作和工藝檢查上，對大多數(shù)制品的粉料或泥料，只控制粗顆粒篩分（如13毫米）和細(xì)顆粒篩分（如小于 0.5毫米）兩部分的數(shù)量。另外，為改善制品的某些性能需調(diào)整泥料顆粒組成時，也經(jīng)常是從粗、細(xì)兩種顆粒的大小和數(shù)量上進(jìn)行調(diào)整。 為了簡化生產(chǎn)工藝過程和操作，有時對粉碎后的粉料不進(jìn)行顆粒分級，而是在連續(xù)顆粒組成中，規(guī)定粗顆粒的臨界粒度與數(shù)量；以與規(guī)定小于0.5毫米的顆粒的含量。 如粉料細(xì)顆粒不足，在配料時加入一定量小于 0.088毫米的細(xì)粉，以補充粉料中細(xì)顆粒不足。

47、 但在生產(chǎn)一些質(zhì)量要求較高或有特殊用途的制品時，一般不直接取用篩分后只滿足臨界粒度要求的全部篩下料；而必須將粉料進(jìn)行顆粒分級，然后以一定的比例進(jìn)行配合。 二、配料13 / 66根據(jù)不同耐火制品的要求和工藝特點，將不同材質(zhì)和不同粒度的物料按一定比例進(jìn)行配合的工藝稱為配料。配料規(guī)定的配合比例就是配方。配料方法一般有二種：容積配料法和重量配料法，前者誤差較大。后者較精確，一般誤差 不超過2%目前大多數(shù)耐火材料生產(chǎn)均采用重量配料法。配料容包括不同原料的配比和顆粒組成的配合。對于顆粒組成配合問題， 各廠都有各自的做法。一般是將多層篩分的不同粒級的粉料分別貯存，在混合時按比例重量法進(jìn)行配合，既可防止顆粒偏

48、析，且使醇料的粒度組成波動少，保證成型后坯體密度和制品密度。另外，在 確定醇料材質(zhì)配方時，主要考慮制品的質(zhì)量要求， 保證制品達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，經(jīng)混練后醇料具有必要的成型性能，同時還要注意合理利用原料資源，降低成本。三、混合混合是使不同組分和粒度的物料與適量的結(jié)合劑、經(jīng)混合和擠壓作用達(dá)到分布均勻和充分濕潤的醇料制備過程，達(dá)到各組份均勻分布，顆粒均勻分布和水分含量均勻分布。目前，在耐火材料生產(chǎn)中常用的混練設(shè)備有： 單軸和雙軸攪拌機，混砂機以與濕碾機等。 前兩者主要起攪拌混合作用， 而后者除混合攪拌作用外還有擠壓作用。 因此，用濕碾機混練 的磚料較致密均勻。影響磚料混合均勻的因素很多，如設(shè)備性能、

49、加料量、混合時間、加料順序、配料中所選用的結(jié)合劑、粉料的顆粒形狀等。不同性質(zhì)泥料的混練時間要求不同，粘土磚為510分鐘，高鋁磚1015分鐘，硅科15分鐘左右，鎂醇2025分鐘。加料順序目前普遍采用(1)顆粒和細(xì)粉料-干混 12分鐘-結(jié)合劑；(2)部分顆粒料-結(jié)合劑-細(xì)粉-剩余顆粒料；混合后的磚料質(zhì)量對成型和制品性能影響很大，通常以檢查泥料的顆粒組成和水份來衡量合格與否。質(zhì)量好的醇料中，細(xì)粉均勻包附在顆粒表面，泥料密實成型性能好，水份分布 均勻，水份不但存在顆粒表面，而且還滲入顆粒料的孔隙中。如果混合不好用手抓料有松散感。因此，要定時檢查泥料的質(zhì)量，注意顆粒組成、水份含量和各種物料組成的變化。

50、四、胭料胭料就是把初混后的泥料在適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸认沦A放一定的時間。醇料需要經(jīng)過胭料過程， 然后供成型使用。胭料時間的長短主要取決于工藝要求和泥料 的性質(zhì)，但一般都控制在在 848小時之。胭料的作用各不一樣，粘土磚料是為了使結(jié)合粘土更進(jìn)一步分解、水份均勻分布，以提高結(jié)合粘土可塑性能和結(jié)合性能，改善泥料成型性能。磷酸或硫酸鋁作膠結(jié)劑的耐火混泥土散裝結(jié)合料，是為了除去醇料因化學(xué)原因產(chǎn)生的氣體。如今，隨著耐火材料的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和原料質(zhì)量的提高，多數(shù)廠已省去了胭料工序(個別品種除外)，從而簡化了生產(chǎn)工藝。第三節(jié) 成型成型是將泥料加工成具有一定形狀的坯體或制品的過程。成型的目的在于使松散的醇料獲得一定形狀

51、，尺寸與盡可能致密的坯體。 成型時，磚坯的外形尺寸非常重要，所制磚坯的尺寸和質(zhì)量決定著燒成制品的尺寸和致密度。坯體的密度程度主要取決于泥料的性質(zhì)、壓機壓力、壓制程序、增壓速度和加壓時間等幾個條件。當(dāng)泥料性質(zhì)保持基本穩(wěn)定的條件下，坯體的密實程度取決于壓制過程的幾個條件。 這幾個條件又取決于壓磚機械的特性和操作方法。 一、成型方法耐火材料生產(chǎn)中的成型方法常用以下幾種：(1)注漿成型將水份為3545%勺泥漿注入石膏模中，根據(jù)制品所需壁厚放置一定時間，然后將多余 泥漿倒出。等坯體具有一定強度時脫模，涼干修坯，這種方法適用于生產(chǎn)薄壁中制品，如生 產(chǎn)熱電偶套管，高溫爐管與增期和熔融石英質(zhì)浸入或長水口制品等

52、均用此法。14 / 66此法多為手工操作，勞動強度大，生產(chǎn)周期長，石膏模消耗大。(2)可塑性成型一般是指用含水量在 1617%勺呈塑性狀態(tài)的泥料制造坯體的方法。它可制成各種復(fù)雜形狀的制品，但因生產(chǎn)周期長，收縮大，燃料消耗大，成品不夠致密等缺點， 已逐步被淘汰。(3)半干成型(或干壓成型)指用含水量在37%左右的泥料制備坯體的方法。它具有坯體密度高，強度大，干燥和 燒成收縮小，制品尺寸容易控制等優(yōu)點。 現(xiàn)在工廠所用的機壓成型與空氣捶搗打法等均屬于 此種生產(chǎn)方法。(4)手工成型手工成型是借助于簡單的生產(chǎn)工具用手工制坯的方法。它的泥料含水量較半干成型法要高些，可達(dá)1012流種方法適合于形狀復(fù)雜和批量

53、小的制品生產(chǎn)。(5)熔鑄成型指將物料在高溫下熔融后鑄造成型，此方法用于高級耐火材料生產(chǎn)，如電熔剛玉、電熔莫來石和電熔鎂石等。耐火材料的其它成型方法還有熱壓成型，熱壓注法成型和等靜壓成型等多種方法。目前，常用耐火材料的生產(chǎn)，主要是采用半干法成型。 二、半干成型的壓制過程半干成型磚坯的過程是一個在外力作用下顆粒密集和空氣排出形成致密坯體的過程?？捎谩皦毫σ灰皇湛s曲線”表示?！皦毫σ灰皇湛s曲線”將壓制過程分為三個階段。第一階段：在壓力作用下，坯體顆粒 發(fā)生移動，形成坯體。第二階段：坯體被壓縮到一定密度后，當(dāng)壓力增加時，物料開始發(fā)生 脆性與彈性變形，顆粒的棱角被壓掉與顆粒受壓而變形，使坯體繼續(xù)被壓縮。

54、第三階段：壓 力超過臨界壓力，即使壓力再升高，坯體的致密程度也不再增加。在實際生產(chǎn)中，我們要求 成型時，顆粒不被粉碎，只進(jìn)行顆粒移動密集，而它只有在第一階段進(jìn)行才行，所以希望不 要三個階段都進(jìn)行。 生產(chǎn)中的壓力主要用來克服泥料顆粒間的摩擦力、泥料與外壁間的外摩擦力與克服壓力不均勻分布時所需的過剩壓力。磚坯的上述壓制特性說明： 坯體自然堆積密度愈大， 愈易壓致密。坯料顆粒間的摩擦力 愈小，受單位壓力作用時壓縮量就愈大。因此，近年來在坯料中加入一些有機活化劑，增大 坯料部的滑動性能， 降低坯料與模壁間的摩擦阻力，在同樣壓制壓力下， 可以改善其致密程度。 三、壓制的不均勻性(層密度現(xiàn)象)層密度現(xiàn)象指

55、的是成型后磚坯的密度沿加壓主向遞變的現(xiàn)象。在壓制時，發(fā)現(xiàn)沿加壓方向顏色深淺不同，上部顏色深，下部則較淺。這是由于其層密度不同所造成的。為什么會造 成由上方單向加壓的磚坯上密下疏，同一水平面上中密外疏的密度不同現(xiàn)象呢？這是因為料顆粒間存在摩擦力，料壁間存在外摩擦力。在成型磚坯時，所施加的壓力在傳遞過程中損失 于外摩擦與被壓物料的變形，因而在加壓方向上壓力的分布是不均勻的。隨著遠(yuǎn)離受壓面壓力逐漸減少，同時在垂直于加壓方向的受壓面上，由于泥料顆粒與模型間的外磨擦力較顆粒間的磨擦力大，因而同一平面上各點的壓強也各不一樣。正因為壓制時存在著這種壓力分布不均勻性，而造成了成型后磚坯密度的不均勻，沿加壓方向

56、距受壓面距離的增加磚坯密度逐漸減少，而在平行于受壓面的同一平面上，靠近模壁的地方磚坯密度較低，靠近中心的地方密度較高。為克服層密度現(xiàn)象。我們通常采用對大厚制品進(jìn)行兩面加壓，模壁上涂潤滑油， 泥料中加入活性劑(如紙漿廢液)等方法。 四、彈性后效與層裂所謂彈性后效是指當(dāng)磚坯已壓緊到一定致密程度時，所施加的壓力除去，部產(chǎn)生的彈性15 / 66力使坯體發(fā)生膨脹的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由于泥料含有空氣和水份，在成型加壓時它們發(fā)生壓縮和遷移，而在去壓后，又發(fā)生再遷移和膨脹，而引起坯體的體積膨脹，當(dāng)坯體的強度抵擋 了這種體積膨脹時，磚坯部就會產(chǎn)生平行于受壓面的平行裂紋一一層裂。產(chǎn)生坯體的彈性后效由于顆粒本身的彈性

57、變形，坯體未排出的空氣被壓縮， 水膜被壓縮等三個主要原因引起的。 其中主要是未排出空氣與水的作用。試驗結(jié)果證明，粘土具有最大的彈性膨脹，有一定顆粒組成的熟料，彈性膨脹比粘土低，多熟料的坯料較完全熟料的坯體 彈性膨脹低，實踐還證明，當(dāng)泥料中細(xì)粉過多時，彈性后效增大，造成成型的困難。據(jù)上述原因，在成型操作中必須掌握先輕后重、 分段加壓的操作方法， 使泥料的空氣充 分排出，如果采用液壓機時初期加壓速度不能過快， 在科模的設(shè)計上，應(yīng)注意考慮一定的錐 度，以使排氣和取醇，減少層裂的產(chǎn)生。五、提高成型質(zhì)量的三個問題1、醇料要求有適當(dāng)而穩(wěn)定的顆粒組成醇料過粗，易使坯體表面粗糙，邊角不嚴(yán)，顆粒脫落。醇料過細(xì)，

58、其氣膜和水膜大，產(chǎn) 生彈性后效大，易引起層裂。2、壓力和水份間必須相適應(yīng)壓力大，醇壞密度大，但也不能超過臨界壓力，否則引起層裂。水份在磚料中起著結(jié)合和潤滑作用，但并不意味著水份越多就越好。通常成型壓力低，醇料水份可控制在910%壓機成型時壓力高，水份可控制在46%并隨季節(jié)變化而有所增減。3、成型操作加料要均勻，對邊角外要壓實，加壓時，應(yīng)遵循先輕而緩慢，有利于空氣的排除，如果 過重過快，表層壓密，空氣不能外逸，必將會由于彈性效應(yīng)過大而產(chǎn)生層裂。另外，必須做 到三勤二輕（勤量尺，勤稱單重，勤查裂紋，輕拿輕放） 。六、成型設(shè)備與模具尺寸的確定國耐火材料生產(chǎn)中廣泛采用的成型設(shè)備是摩擦壓磚機、杠桿壓磚機

59、、液壓機、回轉(zhuǎn)壓科機、震動成型機等，近年來為提高制品的密度， 許多廠家采用了自動化操作的高壓力液壓機， 不僅成型質(zhì)量提高，而且改善了勞動環(huán)境。在生產(chǎn)中選用何種設(shè)備對磚模的結(jié)構(gòu)設(shè)計以與模板的材質(zhì)都是很關(guān)鍵的問題。根據(jù)長期的生產(chǎn)實踐證明，在設(shè)計和制做模具時應(yīng)考慮以下因素：1、根據(jù)醇料的性質(zhì)放縮尺率：粘土磚放13%硅磚縮34%2、模型應(yīng)以千分之五的錐度安裝，形成下口小，上口大，對稱，并要保證尺寸合格。3、模板表面光潔度好，平整，硬度高，模板之間縫隙在0.5毫米以下。4、選最大面積作為受壓面。5、有不平面的磚型要做成活楔板。6、模型中的溝棱處要制成孤度，模板死角處可帶13毫米圓孤。7、厚度超過1 5

60、0 mnW,應(yīng)盡量考慮雙面加壓。8、根據(jù)成型方法不同，選用不同的材質(zhì)。9、遇有模底凸出部份，盡量作為活楔。第四節(jié) 磚坯的干燥成型后的半成品一般都要經(jīng)過干燥工序。然后送往燒成，其干燥目的是排除磚坯的水份、達(dá)到規(guī)定進(jìn)窯所要求的殘余水份含量，以避免由于磚坯進(jìn)窯水份高，在燒成升溫比較快時， 水份急劇排出而造成磚坯的開裂。另外，磚坯經(jīng)干燥后，半成品的機械強度可以有較大提高，能夠減少裝窯搬運碼磚時的破損。一、干燥過程磚坯的干燥過程實質(zhì)上是經(jīng)預(yù)熱后的熱空氣（或熱煙氣）把熱量傳遞給坯體，坯體吸收16 / 66 熱量而提高溫度，從而使水份蒸發(fā)、逸出坯體之外，并隨熱氣體排出干燥器。干燥過程一般分為兩個階段：等速干