1.結(jié)合劑的選擇
制造高鋁磚通常采用軟質(zhì)粘土做結(jié)合劑。粘土在配料中的主要作用是改善泥料的成型性能,并使成型和干燥后的坯體具有一定的強(qiáng)度。但是,在燒成過程中,粘土中的游離SiO2與高鋁礬土熟料中的游離A12O3發(fā)生二次莫來石化反應(yīng),該反應(yīng)隨著結(jié)合粘土加入量的增多而加劇。二次莫來石化反應(yīng)愈強(qiáng),燒后高鋁磚氣孔率則愈高,強(qiáng)度和體積密度下降的可能性也愈大。從這點(diǎn)出發(fā),應(yīng)盡量減少結(jié)合粘土在配料中的加入量。配料中粘土粉的加入量一般為5%。
為了制得體積穩(wěn)定型夏等高鋁磚,可采用高鋁礬土微粉作高鋁結(jié)合劑;或用高鋁礬土微粉和粘土粉按預(yù)定比例配合,制備合成莫來石作結(jié)合劑,均可制得無二次膨脹的體積穩(wěn)定型高鋁磚。
2.顆粒組成的確定
高鋁礬土熟料的顆粒組成對(duì)成型操作、坯體密度、高鋁磚密度、強(qiáng)度有著重要的影響。因此,根據(jù)不同的成型方法確定合理的顆粒組成是穩(wěn)定工藝操作、提高高鋁磚質(zhì)量的重要工藝因素。
確定顆粒級(jí)配的原則是形成良好的堆積密度,對(duì)高鋁磚性能和外觀質(zhì)量無不良影響。對(duì)于夏等磚來說,還應(yīng)考慮到二次莫來石化反應(yīng)所產(chǎn)生的體膨脹。
高鋁磚通常采用粗、中、細(xì)三級(jí)配料。但是,也可采用二級(jí)或四級(jí)配料。當(dāng)采用三級(jí)配料時(shí),各粒級(jí)的臨界尺寸為:粗顆粒3—0.5mm,中顆粒0.5—0.
生產(chǎn)實(shí)踐表明,確定顆粒尺寸時(shí)適當(dāng)增大粗顆粒尺寸和數(shù)量可提高泥料的堆積密度,而且易于成型。燒成時(shí),由于大顆粒料的比表面積較小,減弱了物料周圍的二次莫來石化反應(yīng),有利于坯體的燒結(jié)。進(jìn)而使高鋁磚氣扎率降低,荷重軟化溫度和耐壓強(qiáng)度有所提高,熱穩(wěn)定性能有所改善。
顆粒尺寸的放大是有一定限制的。如果粗顆粒尺寸增大到4—
配料中的細(xì)粉有利于坯體燒結(jié)和提高高鋁磚的密度。加入適量的細(xì)粉,不但能使高鋁磚在燒成時(shí)發(fā)生的二次莫來石化反應(yīng)在細(xì)粉中進(jìn)行,防止由于在粗顆粒周圍發(fā)生二次莫來石比反應(yīng)造成坯體松散;而且由于細(xì)粉的燒結(jié)作用所產(chǎn)生的燒成收縮可以減弱或抵消二次莫來石化反應(yīng)所引起的體膨脹。但是,細(xì)粉過多時(shí),不僅坯體成型閑難、成型效率低,而且坯體容易產(chǎn)生裂紋,燒戍時(shí)產(chǎn)生較大的燒成收縮,使得廢品率增加。鑒于此,細(xì)粉加入量以50%左右為宜。
配料中的中間顆粒既無粗顆粒的骨架作用,也不具有細(xì)粉的燒結(jié)作用。在生產(chǎn)工藝流程中,根據(jù)生產(chǎn)的具體條件,中間顆粒的加入量通常限制在最低數(shù)量。一般來說,減少中間顆粒的加入量,可以改善泥料的堆集密度,提高高鋁磚的體積密度、改善高鋁磚的熱穩(wěn)定性能。但是,如果全部取消中間顆粒,在粗顆粒尺寸較大的條件下,高鋁磚燒后不僅產(chǎn)生龜裂,外觀質(zhì)量不好,而且給物料的處理帶來一定的陽難。一股來混,中間顆粒的加入量以10%左右為宜。
總之,確定合理的顆粒配比,既要考慮到合理的堆積密度,限制中間顆粒加入量;又要根據(jù)成型方法的不同;、高鋁磚的性能和要求來確定臨界尺寸和各級(jí)顆粒加入量。一般制磚工藝中,粗顆粒上限通常為2—
下表為河南耐火材料廠生產(chǎn)高鋁磚所采用的顆粒組成。
高鋁磚配料的顆粒組成
料種 | >3mm | 3~ | 0.5~ | <0.1mm |
機(jī)制高鋁磚,% | ≤4 | 28~35 | ≤12 | 48~53 |
手工,% | ≤5 | 58~63 |
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