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                耐火磚是如何燒制的

                發布時間:2020/10/28 技術知識 標簽:輕質保溫磚瀏覽次數:234

                耐火磚的燒成分幾個步驟,所謂裝窯就是指按窯爐結構特點和制品燒成時熱工制度的要求,在窯內將符合半成品技術條件的磚坯合理排列碼放的操作過程。對于隧道窯也稱裝(窯)車。

                 為了達到上述目的,就必須制定裝窯圖和裝窯技術操作規程,以便統一裝窯操作。隧道窯和倒焰窯裝窯圖的制定雖然有著它們各自的特點,如隧道窯是將磚坯裝在窯車上,而倒焰窯則將磚直接裝入窯內,但在制訂它們的裝窯圖時應該掌握的基本原則還是一致的。如傳熱,不同品種磚坯的裝窯部位等。下面以隧道窯裝窯為例,說明制訂裝窯圖的一些基本原則。

                在制訂隧道窯裝窯方案時,通常考慮以下幾方面的問題:

                  1、根據不同磚種,確定裝窯高度和裝窯方法。通常鎂磚和一等高鋁磚的裝窯高度為1~1.1m;硅磚為1~1.7m;粘土磚介于兩者之間。裝磚方法多數采取平裝,硅磚采用立裝和粘土磚采用側裝的方法。

                 2、根據不同磚型,確定普型磚和異型磚的裝窯比例,一般異型磚與普型磚在同一窯車上的比例為4∶6左右。同時,還要根據不同磚型,確定不同品種的裝窯部位。一般將標、普型磚裝在下部,異型磚裝在上部,而對某些特異型磚或燒成時容易開裂的磚坯進行包裝(以磚包磚)。

                 3、在保證燒成質量的前提下,提高裝磚密度(即單位窯車裝磚量)以達到提高產量和降低燃耗。

                  4、保證磚坯在焙燒時氣體正常流通和具有良好的傳熱條件。

                   因此,在耐火材料生產中,對裝窯質量的基本要求是保證磚垛得平、穩、直和避免磚坯間因高溫燒成時粘結在一起,以及減少燒成制品的扭曲變形。為了達到上述要求,裝窯時通常在每層磚之間均勻地撒一層粒度為0.5~3mm的填砂。不同性質的制品,對裝窯填砂的要求也不同,通常粘土磚、高鋁磚使用硅砂、礬土屑、稻殼或稻殼灰;硅磚使用廢硅磚砂或硅砂;鎂磚質使用鎂砂或鉻礦砂。

                 

                一、燒成

                   磚坯在燒成過程中進行一系列的物理-化學反應,使磚坯變得致密,強度增加,體積穩定,并保證有準確的外形尺寸。

                 1、燒成過程三個階段

                耐火材料在燒成時,根據制品發生變化的特征,整個燒成過程可分為三個階段:

                   (1)、加熱階段,即從制品進窯或點火時起至達到制品燒成的較高溫度時為止。在這個階段中進行著磚坯加熱,殘余水分和化學結晶水分的排出,某些物質的分解和新的化合物的形成,多晶轉變以耐火磚送檢及液相生成等,包括有機和無機結合劑、添加劑的分解、氧化燃燒等,放出C耐火磚O2和水及其它小分子。在這個階段,由于上述原因,坯體的重量減輕,氣孔率增大,強度降低。耐火磚爐圖片

                  隨溫度增加,達到液相形成溫度和物相合成溫度,由于液相的擴散、流動、溶解沉析傳質過程的進行,顆粒在液相表面張力作用下,進一步靠攏而隔熱耐火磚 保溫棉促使坯體致密化,使其強度增加,體積縮小,氣孔率降低,坯體進行燒結。

                  (2)、較高燒成溫度時的保溫階段。坯體中各種反應趨于完全、充分、液相數量增加,結晶相進一步成長,磚坯達到致密化。

                  制品在燒成過程中,不僅要使表面達到燒成溫度,而且要使制品內部也達到燒成溫度。這個溫度均勻化的過程是靠傳熱來實現的,為此需要一定的時間。由此可見,制品越大,裝窯密度越高,則此時間就越長。此外,由于窯爐內各部位溫度的不均勻性,也需要一定的保溫時間。

                 (3)、冷卻階段是指從燒成較高溫度至出窯溫度。在此階段中,制品在高溫時進行的結構和化學變化基本上得到了固定。在此階段的初期,制品中還進行著一些物理-化學變化,發生物相的析晶、某些晶體的晶型轉變、玻璃相固化、微裂紋產生等過程。冷卻制度會影響制品的強度、抗熱震性等物理性能。

                  

                二、燒成制度

                  為了合理地進行各種耐火制品的燒成,應預先確定每種制品的燒成制度,其內容包括:燒成的較高溫度;在各階段的升溫速度;在較高溫度下的保溫時間;制品冷卻下的降溫速度;在上述各階段中窯耐火磚 用于內的氣氛性質。

                  燒成制度可以制成橫坐標為時間(小時),縱坐標為溫度(℃)的曲線,也可以由溫度范圍、升溫速度和時間為內容的列表形式表示。

                  耐火制品燒成溫度主要取決于:1、使用的原料的性質。原料的主要礦物相的熔點、礦物相之間的較低共熔點溫度和數量與燒成溫度直接相關。耐火制品參考燒成溫度約為主要礦物相熔點溫度的0.8倍。因此,高純鎂磚燒成溫度高于鎂尖晶石磚;剛玉磚燒成溫度高于莫來石磚;堿性耐火制品的燒成溫度高于高鋁耐火制品; 2、對于相同材質,原料純度越高,燒成溫度越高。純度高的直接結合堿性制品燒成溫度高于硅酸鹽結合的堿性制品;3、原料細粉的粒度。分散度高則比表面積越大,表面自由能越大,燒結動力越大。因此微粉可促進燒結,降低燒成溫度。

                   耐火制品燒成時,在加熱和冷卻過程中許可的升(降)溫速度以及必需的保溫時間,取決于:1、加熱和冷卻時制品內進行的物理化學變化過程中所產生的內應力大小;2、完成這一物理化學變化所需的溫度和時間;3、燒成過程中耐火制品的溫度梯度、熱膨脹和冷收縮產生的應力。

                  耐火制品的燒成過程可以用兩種加熱方式來完成,即制品在較低溫度下用較長時間燒成,或在較高的溫度下用較短的時間燒成。但實際上由于窯爐內傳熱緩慢,以及制品在窯爐內受熱的不均勻性,所以用快速燒成耐火制品是有限度的。

                 燒成時的窯內氣氛有氧化氣氛、中性氣氛、還原氣氛、惰性氣氛等,應按燒結要求進行控制。燒成時的窯內氣氛,會影響制品在燒成過程中的化學變化。例如在氧化氣氛下燒成粘土磚,可使制品內FeO轉變為Fe2O3,有利于提高粘土制品的耐火度,以及使磚坯內有機物燃燒揮發;而燒成硅磚時,通常采用還原性氣氛,可使加入的鐵質礦化劑增強礦化作用;含碳制等中間尺寸耐火磚品由于避免碳的氧化,要求在隔絕空氣的還原氣氛中燒成,或控制的氮氣中燒成。因此,不同制品燒成時要求的氣氛也不同。

                  耐火制品的燒成制度不僅與耐火制品的品種、形狀尺寸有關,還與燒成設備的類型密切相關。比如大型倒焰窯,需要較緩慢的升溫速度,較長的保溫時間,以保障磚坯溫度的均勻性。不適宜的燒成制度,會增大廢品率,降低制品質量。合適燒成制度建立在理論指導和實踐經驗之上。

                 三、出窯

                  出窯是將燒好的制品經冷卻后從窯內取出來,或從窯車上卸下來的操作過程。出窯操作的好壞,對成品外形質量有著直接影響。在出窯過程中,如果操作不注意或不熟練,往往會造成制品缺邊掉角,從而降低成品合格率。

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