耐火材料生產(chǎn)基本知識(shí)詳述(正式版)

1、二、 耐火材料的分類(4)三、 耐火材料的地位和作用(5)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)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)第二節(jié)常溫物理性質(zhì) (7)一、密度(7)二、常溫耐壓強(qiáng)度(8)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)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、原料煅燒(12)二、原料的檢選(12)三、破粉碎(12)四、篩分(12)第二節(jié)磚料的制備 (13)一、顆粒配比(13)二、配

2、料(13)三、混合(14)四、睏料(14)第三節(jié)成型(磚坯的壓制) (14)一、成型方法(14)二、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(gè)問題(16)六、成型設(shè)備及模具尺寸的確定 (16)第四節(jié)磚坯的干燥 (16)一、干燥過程(16)二、干燥方法及干燥設(shè)備(17)三、 半成品檢驗(yàn)(17)17)17)第五節(jié) 燒成、裝窯二、 焙燒(18)三、 出窯(18)第六節(jié) 成品檢驗(yàn)及堆放方法 (18)18)19 )19)、成品檢驗(yàn)二、成品堆放第七節(jié) 防塵與除塵一、 防塵(20)二、 除塵(20)第三章 粘土質(zhì)耐火材料第一節(jié)粘土質(zhì)

3、制品的分類 (21)第二節(jié)粘土原料 (21)一、粘土的分類(21)二、粘土的化學(xué)-礦物組成及其礦物影響 (22)三、耐火粘土的工藝性質(zhì)(22)第三節(jié)粘土質(zhì)制品的生產(chǎn)工藝 (23)一、結(jié)合粘土及其他結(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)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)一、高鋁質(zhì)品的基本

4、特性(31)二、高鋁制品原料(32)第三節(jié) 高鋁質(zhì)制品的基本特性 (33)一、 工藝流程及其特點(diǎn)(33)二、生產(chǎn)工藝要點(diǎn)(34)第四節(jié)高鋁質(zhì)制品的用途 (35)第五章 硅質(zhì)耐火材料第一節(jié)硅質(zhì)制品生產(chǎn)的物理一化學(xué)原理 (36)一、 氧化硅的各種變體及性質(zhì)(36)二、石英轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)及礦化劑的作用(36)第二節(jié)硅磚生產(chǎn)用原料 (38)一、硅質(zhì)原料的種類(38)二、硅磚生產(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)第三節(jié)硅磚的生產(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

5、質(zhì)及使用 (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)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)第三節(jié)輕質(zhì)制品的主要性質(zhì)要求及應(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)一、粘土質(zhì)耐火泥 (56)二、高鋁質(zhì)耐火泥(56)三、硅質(zhì)耐火泥 (56)四、

6、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、鎂磚的生產(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)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)三、碳化硅質(zhì)耐火材料的性能及應(yīng)用(62)第四節(jié)硅酸鋁纖維及其制品 (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、硅酸鋁纖維及其制品的性能（64）第五節(jié)磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐火磚 （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(jī)非金屬材料。耐火材料一般用硅酸

7、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(diǎn)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(gè)重要組成部分。 它和水泥、 陶瓷、 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， 耐火材料的使用范 圍日益擴(kuò)大，由冶金（包括鋼鐵及有色冶金等） 、硅酸鹽（水泥、陶瓷等） 、化工、動(dòng)力、機(jī) 械制造等工業(yè)， 擴(kuò)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、 坩

8、堝） 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， 它受著高溫以及其它各種不 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(gè)重要性能。1 、高溫時(shí)不易熔化現(xiàn)代化工業(yè)窯爐的工作溫度一般介于10001800 C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(qiáng)度，因此耐火材料不僅要

9、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(shí)， 由于材料內(nèi)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 范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(shí)， 急劇變化或各部位砌體受熱不均勻， 砌磚體內(nèi)部會(huì)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和波動(dòng)不致開 裂的性能熱穩(wěn)定性。5、高溫時(shí)能抵抗?fàn)t渣的侵蝕作用耐火材料在使

10、用過程中， 因變相接觸的燃料灰， 熔融爐渣及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(shí)， 要根據(jù)使用場合主要的要 求以及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 、按耐火度可分為普通耐火材料：耐火度大于 1580 C1770 C。高級(jí)耐火材料：耐火度大于 1770 C2000 C。特級(jí)耐火材料：耐火度大于 2000 C3000 C。超級(jí)耐火材料：耐火度大于 3000 C。2、按制造工藝分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、

11、按化學(xué)一礦物組成可分為(1) 硅質(zhì)制品硅磚SiO2>93%勺制品，石英玻璃 SiO2>99%勺熔融制品。(2) 硅酸鋁質(zhì)制品半硅酸 SiO2>65% AI2Q 為 1530%之間。粘土磚AI2O3為3048%之間。高鋁磚Al2Q>48%勺制品。(3) 鎂質(zhì)制品鎂磚：MgO>85%鎂鉻磚 MgO580% (CQIO30% 的制品。鉻鎂磚： MgO255%并 合較多量鉻鐵礦的制品；鎂鋁磚：以鎂鋁尖晶石(MgO-AbQ)結(jié)合的鎂磚； 鎂橄欖石(2MgO- SiO2)磚，MgO355%白云石制品：CaO>40% MgO>35的制品。(4) 鉻磚Cr2Q>

12、30%(5) 炭質(zhì)制品炭磚：含炭量7090%的制品石墨制品：含石墨量 30%上的制品。碳化硅制品：以SiC為原料，耐火粘土或其他無機(jī)物結(jié)合的制品。(6) 特種耐火材料高溫陶瓷材料：金屬陶瓷材料。4、按形狀和尺寸分按形狀和尺寸可以分為：標(biāo)、普、異、特型磚，另外，耐火材料按燒制分法，按用途、 按施工特點(diǎn)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(dòng)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(dòng)力、機(jī)械制造等工業(yè)中，隨著我國原子能，噴氣飛機(jī)和火箭等 尖端科學(xué)技術(shù)的

13、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。以上等等這些其重要標(biāo)志是工業(yè)窯爐裝備化，自動(dòng)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(shí)，施工技術(shù)水平顯著提高。因此推動(dòng)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、陶瓷等工業(yè)部門消耗為820%機(jī)械等其它工業(yè)部門消耗比例為總數(shù)的 20%左右。因此要強(qiáng)調(diào)的是耐火材料的消耗是與各國不同時(shí)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1表一 各國工業(yè)部門耐火材料的消耗比例(%)國名日本西德美國蘇聯(lián)英國法國鋼鐵69.757.

14、750.760.173.765.0有色1.92.76.54.0-4.0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(jī)械及其它16.621.021.523.114.512.5同時(shí)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(dòng)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)明和制造陶瓷最早的國家，是瓷器的故土，瓷器是我國人民的驕傲。 從考古出來的陶瓷器表明， 三千年前我國的祖先就掌握了陶器的制造法，對(duì)人類文化作出了極為重要的貢獻(xiàn)。耐火材料在那時(shí)就已經(jīng)制造并首先應(yīng)用于陶瓷業(yè)。當(dāng)時(shí)燒制瓷

15、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，特別是近百年來帝國主義的侵入和反動(dòng)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，合理布署遍及全國各地。同時(shí)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(jí)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(dú)創(chuàng)的鎂鋁磚在鞍山鋼鐵公司，大石橋鎂礦等大規(guī)模

16、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。比鎂鉻磚長70%或一倍以上。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(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化，有的廠已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打磚， 并采用了高噸位的自動(dòng)油壓機(jī)，在制品燒成上廣泛采用各種類型的隧道窯，設(shè)計(jì)建造了底式倒焰窯，大型活頂?shù)寡娓G，以及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、氣體燃料煅燒制品。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(shí)現(xiàn)全盤機(jī)械化，半自動(dòng)化，自動(dòng)化。近三十多年來，由于耐

17、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(qiáng)防塵設(shè)施， 使粉塵濃度降低到 2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(jī)為800噸。因此產(chǎn)品質(zhì)量提高，品種增加；高級(jí)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(dòng)化水平，以及勞動(dòng)生產(chǎn)率均得到了提高。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(dú)特的性質(zhì)。 為了充份掌握這些特性和制出新品種的制品，以及

18、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)材料的耐火材料在各種熱工設(shè)備經(jīng)受高 溫及各種的物理化學(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(shí)間內(nèi)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 AI2Q、SiO2、FezQ、CaO MgO TQ2、N&O K2O等，并測定燒灼減 量。不同種類的耐火材料及制品具有不同的化學(xué)成份。耐火材料的化

19、學(xué)組成決定著耐火材料的基本化學(xué)特性，如以 SiO2為主體成份的硅磚呈酸性，而以MgO為主體成份的鎂磚則呈堿性，這對(duì)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(shí)某一化學(xué)成份相同的制品，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內(nèi)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(shí)

20、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(duì)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， 以及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及制品特性的一個(gè)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(yàn)?zāi)突鸩牧系慕M織結(jié)構(gòu)，主要是檢驗(yàn)其常溫的物理性質(zhì)，檢驗(yàn)?zāi)突鸩牧虾暧^組織結(jié)構(gòu)的測試項(xiàng)目，有氣孔率（或稱

21、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?cè)囼?yàn)測定方法簡單，快速方便，費(fèi)用節(jié)省，是鑒定原料煅燒質(zhì)量，控制 工藝操作，以及成型質(zhì)量的常規(guī)檢測項(xiàng)目。對(duì)鑒定產(chǎn)品的使用性能也有一定意義；故通常與常溫機(jī)械強(qiáng)度（耐壓極限強(qiáng)度）等項(xiàng)檢驗(yàn)，綜合用作批量鑒定產(chǎn)品最必需和通用的試驗(yàn)項(xiàng)目。一、密度密度是致密程度的意思。從物理觀點(diǎn)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(duì)耐火制品顯得更為重要和更有實(shí)用意義的是氣孔率（氣孔體積占制品總體積的百分?jǐn)?shù)）。因?yàn)槟突鹬破分袣饪左w積量的多少對(duì)制品高溫工作性質(zhì)的影響是明顯的，

22、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(shí)它對(duì)生產(chǎn)工藝因素的反應(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)之一。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（是封閉在制品內(nèi)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(jì)的）。其中對(duì)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)入其中并侵入內(nèi)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(gè)重

23、要指標(biāo)。開口氣孔體積開口氣孔率= x 100%（顯氣孔率） 試樣的總體積” t 開口氣孔吸滿水的重 吸水率=試樣未吸水前的干重X 100%W吸 = -00%GW吸吸水率（%G開口氣孔吸水重量 G0試樣干燥重量，克。試樣干重（克）體積密度=-= 試樣總總體積（厘厘米）叩真密度（克） P =皿真密度=試樣干重（克P真=U2-U0試樣干重（克）總體積與其中孔隙所占的體積之差真比重=與材料同濕度、同體積水的重（克）真密度、常溫耐壓強(qiáng)度材料同濕度下純水的密度（克 /厘米3）耐火制品的常溫耐壓強(qiáng)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(qiáng)度=耐火制品常溫耐壓強(qiáng)面，積取

24、厘米于制品中各個(gè)顆粒本身的強(qiáng)度，顆粒間相互連結(jié)的牢固性、氣孔的數(shù)量和存在形式， 以及加入結(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(qiáng)度的方法簡便，可以及時(shí)了解生產(chǎn)工藝，如混練，成型，燒成的操作情況； 同時(shí)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(yàn)結(jié)果綜合判斷制品的質(zhì)量。因此常溫耐壓強(qiáng)度仍為目前常用的檢驗(yàn)項(xiàng)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

25、耐火材料在該溫度下對(duì)某種外來作用（如溶渣，氣體，溫度，溫度急變等）的反應(yīng)。總之，這些性質(zhì)都在某種程度上反應(yīng)出 耐火材料在使用時(shí)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(duì)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(duì)于耐火材料而言，耐火度代表的意義與熔點(diǎn)不同，熔點(diǎn)是指純物質(zhì)熔融成液相的平衡溫度，如氧化鋁的熔點(diǎn)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(diǎn)，只有其融熔溫度范圍。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

26、質(zhì)成份是極其有害的。因此在生產(chǎn)中注意提高原料的純度， 進(jìn)行原料的檢選，對(duì)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?yàn)?制品在實(shí)際使用過程中， 在經(jīng)受高溫作用的同時(shí)， 還伴隨著荷重和外物的熔劑作用， 所以制 品的實(shí)際使用溫度較耐火度低得多。耐火度可作為評(píng)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(shí)與試錐同時(shí)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(hào)與其代表的溫度見表（1-1 ）表1

27、-1標(biāo)準(zhǔn)火錐號(hào)與溫度對(duì)照表錐號(hào)溫度C）錐號(hào)溫度（C）錐號(hào)溫度（C）12312301461460167167012512501481480169169012812801501500171171013013001521520173173013213201541540175175013513501581580177177013813801611610179179014114101361630183183014314301651650標(biāo)準(zhǔn)火錐不但用于測定耐火材料的耐火度，而且在陶瓷，耐火材料燒成時(shí)，經(jīng)常用以判斷和控制窯溫。通常耐火度按以下公試計(jì)算：（僅供參考）360+Al2Q%-（ RzO+RO+Fe

28、>TiO2）%Ct=上式中，RO和RO分8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(yàn)?zāi)突鸩牧系母邷亟Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是測定耐火材料在實(shí)際應(yīng)用中抵抗溫度、 壓力雙重作用 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%或 40%和坍塌時(shí)的溫度就是荷重軟化溫度。荷重軟化溫度是表示制品對(duì)高溫和荷重的共同作用的抵抗性能。它是評(píng)定耐火材料質(zhì)量的一個(gè)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(huì)在遠(yuǎn)低于其

29、耐火度（如鎂磚）的溫度下，由于磚體結(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(duì)于耐火材料的實(shí)際使用具有重要意義。一般影響耐火材料的實(shí)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表1-2幾種常見耐火材料的荷重軟化開始溫度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15201580三、其它高溫性能1、重?zé)€變化重?zé)€變化是耐火制品

30、加熱到高溫后，長度的不可逆的減小或增大。其計(jì)算可以用下式重?zé)w積變化百分率 V X 100%V1L2-L 1重?zé)€變化百分率 L=X 100%式中，V、V2分別表示重?zé)昂笤嚇拥捏w積L1、L2分別表示重?zé)昂笤嚇拥拈L度按上式計(jì)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(shí)，如果產(chǎn)生過大的重?zé)湛s會(huì)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?huì)破壞砌體的幾何形狀，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

31、成溫度延 長保溫時(shí)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(duì)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(shí)常碰到溫度波動(dòng)的情況。由于耐火材料的導(dǎo)熱性能較差，造成磚的表面和內(nèi)部的溫差很大，又由于材料的受熱膨脹或遇冷收縮的作用， 均使磚內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力， 當(dāng)這種應(yīng)力超過磚本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，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)及形狀、大小等。可以通過改變制品的

32、礦物組成。提高瘠性物料的臨界粒度，使泥料顆粒適當(dāng) 變粗，以及提高制品燒成質(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：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(duì)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(jī)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(shí)由于爐內(nèi)溫度變化， 機(jī)械磨損振動(dòng)沖擊等因素，互相惡化，加劇損壞作用過程， 往往是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生低熔物質(zhì)，不斷往耐火材料內(nèi)部擴(kuò)散。使之軟化和熔化，喪失強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)

33、甚至整塊淌成流體，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，坩堝法、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及制品的組織結(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(shí)也與一般物體一樣，會(huì)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)內(nèi)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

34、脹的總和，用X射線去測量加熱時(shí)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：lt-lolt-loP=%a=公式中o P試樣線膨脹率 % to-室溫,o（t-to）t-加熱溫度C, Lo-試樣在室溫下長度，毫米；Lt-試樣加熱至t C時(shí)的長度毫米，a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(shí)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范圍內(nèi)）-6 -6 -6粘土磚4.56.0 X 10-高鋁磚5.55.8 X 10- 鎂磚1415 X 10-剛玉磚

35、88X 10-6硅磚11.513X 10-6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(shí)際操作中， 耐火制品的形狀正確性和尺寸準(zhǔn)確性對(duì)內(nèi)部的使用 壽命有很大的影響。 生產(chǎn)外形尺寸符合設(shè)計(jì)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(jì)對(duì)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)定允許的范圍是不能滿足要求的。影響制品外形

36、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， 磚模設(shè)計(jì)時(shí)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(huì)有影響，往往造成大批廢品。制品 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(jì)上，應(yīng) 盡量簡化磚型，控制磚型設(shè)計(jì)過大，注意磚型統(tǒng)一工作，這對(duì)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(hào)和磚號(hào)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， 所用原料以及對(duì)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(diǎn)， 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 因素也大致相同， 所以學(xué)習(xí)耐火材

37、料生產(chǎn)過程中的共同性的工藝過程，有助于了解各種不同耐火材料的工藝特點(diǎn)。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(gè)主要工序的特點(diǎn)進(jìn)行述敘。第一節(jié) 原料加工一、原料煅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， 國內(nèi)外對(duì) 耐火原料的選礦、 提純煅燒技術(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)過煅燒， 這是因?yàn)樵V石在高溫下將 會(huì)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?cè)?/p>

38、高溫下要進(jìn)行一系列的物理化學(xué)反應(yīng)， 讓這些變化在原料煅燒時(shí)完成， 保證獲得具 有良好物理化學(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，未燃盡的燃料塊以及熔瘤塊（熟料） 。2、根據(jù)原料的外觀進(jìn)行分級(jí)堆放。檢選工作目前我國都是用人工檢選， 這種方法勞動(dòng)強(qiáng)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及尺寸， 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

39、堆積，必須按大、中、小顆粒級(jí)配才能獲得致密的坯體。耐火原料的粉碎主要是用機(jī)械方法， 將塊狀物料變成粒狀或粉狀物料的加工過程。 即由 350 毫米大塊料破碎至 50 70 毫米中塊，由 50 70 毫米粉碎成 3 5 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及細(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(qiáng)度、硬度、塑性和水份等，同時(shí)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(diǎn)是流程簡單，但是經(jīng)過一次粉碎即完成

40、任務(wù)，勢必造成細(xì)粉過多，動(dòng)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(jī)重新粉碎。該流程生產(chǎn)能力大，顆粒容易 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?yàn)?其生產(chǎn)靈活性大，有利于組織生產(chǎn)。其常用的粉碎機(jī)械設(shè)備有顎式破碎機(jī)，它的結(jié)構(gòu)簡單， 牢固，工作可靠，操作維修方便，能處理塊度變化范圍很大的物料，圓錐式破碎機(jī)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(jī)是粉碎各種硬質(zhì)原料和熟料的主要設(shè) 備，同時(shí)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

41、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、振動(dòng)篩和固定斜篩，后兩種應(yīng)用較廣泛；振動(dòng)篩的篩 分效率達(dá)90%以上，固定篩一般在 70唸右。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(hào)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(hào)篩孔尺寸（mm網(wǎng)目號(hào)篩孔尺寸（mm篩號(hào)每平方厘米的孔數(shù)篩孔尺寸（mm44.7662.81211663.3682.05724382.3

42、8161.0034161.5161.19300.58640.75300.58600.251162560.385600.251000.152309000.21000.1491200.1246036000.1021700.0882000.0767049000.088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(gè)磚料制備過程包括顆粒級(jí)配、配料、混合和睏料等幾個(gè)工序。一、顆粒配比磚料的顆粒配比對(duì)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(yàn)的結(jié)果來看，兩種顆粒的級(jí)配比例為6:47:3。

43、三種顆粒的級(jí)配比例為 7:1:2時(shí)其堆積密度較高。我國多年來耐火材料生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，制造耐火制品，用的磚料顆粒組成應(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(shí)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(duì)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(shí)，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(shí)對(duì)粉碎后的粉料不進(jìn)行顆粒分級(jí)，而 是在連續(xù)顆粒組成中， 規(guī)定粗顆粒的臨界粒度及數(shù)量； 以及規(guī)定小于

44、 0.5 毫米的顆粒的含量。 如粉料內(nèi)細(xì)顆粒不足， 在配料時(shí)加入一定量小于 0.088 毫米的細(xì)粉， 以補(bǔ)充粉料中細(xì)顆粒不 足。但在生產(chǎn)一些質(zhì)量要求較高或有特殊用途的制品時(shí)， 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(jí)，然后以一定的比例進(jìn)行配合。二、配料根據(jù)不同耐火制品的要求和工藝特點(diǎn)， 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。配料內(nèi)容包括不同原料的配比和顆粒組成的配合。 對(duì)于顆

45、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(jí)的粉料分別貯存，在混合時(shí)按比例重量法進(jìn)行配合， 既可防止顆粒偏析，且使磚料的粒度組成波動(dòng)少，保證成型后坯體密度和制品密度。另外， 在確定磚料材質(zhì)配方時(shí)， 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 后磚料具有必要的成型性能，同時(shí)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 分濕潤的磚料制備過程，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(jī)， 混砂機(jī)以及濕碾機(jī)等。 前

46、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(jī)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、加料量、混合時(shí)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(shí)間要求不同，粘土磚為510分鐘，高鋁磚1015分鐘，硅磚15分鐘左右，鎂磚2025分鐘。加料順序目前普遍采用（1）顆粒和細(xì)粉料t干混 12分鐘t結(jié)合劑；（2）部分顆粒料t結(jié)合劑t細(xì)粉t剩余顆粒 料；混合后的磚料質(zhì)量對(duì)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)量好的磚料中，細(xì)粉均勻包附在顆粒表面，泥料密實(shí)成型性能好，水份分布 均勻，

47、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(shí)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。四、睏料睏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(shí)間。 磚料需要經(jīng)過睏料過程， 然后供成型使用。 睏料時(shí)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 8 48 小時(shí)之內(nèi)。睏料的作用各不相同， 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， 是為了除去磚料內(nèi)因化學(xué)原因產(chǎn)生的氣體。 如今， 隨著耐火材料的生

48、產(chǎn)技術(shù)發(fā) 展和原料質(zhì)量的提高，多數(shù)廠已省去了睏料工序（個(gè)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磚料獲得一定形狀， 尺寸及盡可能致密的坯體。 成型時(shí)， 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(jī)壓力、 壓制程序、 增壓速度和加壓時(shí)間等 幾個(gè)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(shí)程度取決于壓制過程的幾個(gè)條件。 這幾個(gè)條件又取決于壓磚機(jī)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354

49、5%的泥漿注入石膏模中，根據(jù)制品所需壁厚放置一定時(shí)間，然后將多余 泥漿倒出。等坯體具有一定強(qiáng)度時(shí)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，高溫爐管及坩堝和熔融石英質(zhì)浸入或長水口制品等均用此法。此法多為手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)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%的呈塑性狀態(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(diǎn)， 已逐步被淘汰。（ 3）半干成型（或干壓成型）指用含水量在 3 7%左右的泥料制備坯體的方法。它具有坯體密度高，強(qiáng)度大，干燥和 燒成收縮小， 制品尺寸

50、容易控制等優(yōu)點(diǎn)。 現(xiàn)在工廠所用的機(jī)壓成型及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) 10 12%這種方法適合于形狀復(fù)雜和批量小的制品生產(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(jí)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(gè)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κ湛s曲線”

51、表示?！皦毫κ湛s曲線”將壓制過程分為三個(gè)階段。第一階段：在壓力作用下，坯體顆粒 發(fā)生移動(dòng)，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(shí)，物料開始發(fā)生 脆性及彈性變形，顆粒的棱角被壓掉及顆粒受壓而變形，使坯體繼續(xù)被壓縮。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(shí)際生產(chǎn)中，我們要求 成型時(shí)，顆粒不被粉碎，只進(jìn)行顆粒移動(dòng)密集，而它只有在第一階段進(jìn)行才行，所以希望不 要三個(gè)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內(nèi)摩擦力、 泥料與外壁間的外 摩擦力及克服壓力不均勻分布時(shí)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。

52、 坯料顆粒間的摩擦力 愈小，受單位壓力作用時(shí)壓縮量就愈大。因此，近年來在坯料中加入一些有機(jī)活化劑，增大 坯料內(nèi)部的滑動(dòng)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(shí)， 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(huì)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?yàn)榱?內(nèi)顆粒間存在摩擦力， 料壁間存在外摩擦力。 在成型磚坯時(shí)， 所施加的壓力在傳遞過程中損 失于內(nèi)外摩擦及被壓物料的變形， 因

53、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(shí)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內(nèi)磨擦力大， 因而同一平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)也各不相同。 正因?yàn)閴褐茣r(shí)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(duì)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(shí)， 所施加的

54、壓力除去， 內(nèi)部產(chǎn)生的彈 性力使坯體發(fā)生膨脹的現(xiàn)象， 這種現(xiàn)象是由于泥料內(nèi)含有空氣和水份， 在成型加壓時(shí)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(qiáng)度 抵擋了這種體積膨脹時(shí)，磚坯內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生平行于受壓面的平行裂紋層裂。產(chǎn)生坯體的彈性后效由于顆粒本身的彈性變形， 坯體內(nèi)未排出的空氣被壓縮， 水膜被壓 縮等三個(gè)主要原因引起的。 其中主要是未排出空氣與水的作用。 試驗(yàn)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(shí)踐還證明，當(dāng)泥料中細(xì)粉過多時(shí)，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， 使泥料內(nèi)的空氣 充分排出， 如果采用液壓機(jī)時(shí)