耐火材料原料的煅燒指的是將天然礦物或人工合成料采用燒結(jié)法的加工。天然礦物加工的有:黏土熟料、高鋁礬土熟料、鎂質(zhì)原料、燒結(jié)白云石等;人工合成料主要有:合成莫來石、燒結(jié)氧化鋁、鎂鋁尖晶石砂、鎂鉻尖晶石砂等。今天河南耐火材料廠介紹比較典型的硬質(zhì)黏土或高鋁礬土煅燒,鎂砂煅燒及合成鎂鋁尖晶石砂煅燒。
一、黏土熟料或高鋁礬土熟料的生產(chǎn)工藝
? ? 硬質(zhì)黏土和高鋁礬土由于Al2O3的含量不同,其煅燒溫度也有一定差異,且礦物組成和性能也不一樣。所以原料礦物必須分級(jí)開采、分級(jí)貯運(yùn)、分級(jí)加工煅燒。
為了充分利用資源,對(duì)于混級(jí)料可以采取粉碎、混勻(必要時(shí)應(yīng)設(shè)粉料空氣攪拌庫(kù))、壓球或成球或擠壓成型工藝。
合成熟料(如燒結(jié)合成莫來石、燒結(jié)氧化鋁)多采用工業(yè)氧化鋁和鋁礬土為原料,以半干法或濕法進(jìn)行預(yù)處理(如半干法的壓球或成球工藝,可塑法的擠泥成坯和濕法的磨碎、壓濾、成坯工藝等預(yù)處理),再經(jīng)高溫煅燒而成。
在對(duì)鋁礬土分級(jí)的基礎(chǔ)上,熟料的質(zhì)量取決于煅燒溫度,通常煅燒溫度應(yīng)達(dá)到或略高于礬土的燒結(jié)溫度,以保證熟料達(dá)到充分燒結(jié)和盡可能高的密度,并使二次莫來石化和燒結(jié)收縮在煅燒過程中完成。
煅燒一般選擇豎窯或回轉(zhuǎn)窯工藝。對(duì)中小企業(yè)宜選用豎窯煅燒,對(duì)規(guī)模較大、年產(chǎn)量超過數(shù)萬噸的宜選用豎窯和回轉(zhuǎn)窯相結(jié)合的煅燒工藝,也可以單獨(dú)選用回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝。
入窯前的硬質(zhì)黏土、高鋁礬土要經(jīng)篩分處理,篩除大于粒度上限和小于粒度下限的料,僅使篩中料進(jìn)入窯內(nèi)。大塊料易于生燒,小塊料易帶入雜質(zhì)或影響窯的氣流阻力(如對(duì)于豎窯),這些都影響窯的正常操作和煅燒產(chǎn)品的質(zhì)量。
耐火黏土煅燒溫度為1350~1400℃,高鋁礬土為1500~1700℃。
二、燒結(jié)鎂砂的生產(chǎn)工藝
? ? 不同級(jí)別的菱鎂礦,因MgO含量不同,其生產(chǎn)工藝、煅燒溫度也不一樣。煅燒工藝根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、原料理化性能、煅燒產(chǎn)品品種、裝備水平等因素確定。
煅燒工藝有一步煅燒和兩步煅燒兩種。一步煅燒是將天然礦石破碎成一定顆粒,或礦粉制成的坯料(或球料)入高溫窯煅燒成鎂砂。兩步煅燒是將菱鎂礦先經(jīng)900~1100℃輕燒,即第一步煅燒成輕燒氧化鎂,再經(jīng)細(xì)磨,其細(xì)度達(dá)到小于0.044mm的料大于90%,再經(jīng)高壓成球,最后將合格球料加入高溫窯,在1900℃以上的溫度下進(jìn)行第二步煅燒成鎂砂。兩步煅燒工藝一般用于難燒結(jié)的高純料或加入其他成分生產(chǎn)合成砂。
第一步輕燒的溫度要控制恰當(dāng),以利于生成活性度較高的輕燒粉。增加細(xì)磨細(xì)度也可以增加氧化鎂粉的活性度。再加上加大成球壓力,制得高密度的球坯料。這些都可以降低煅燒溫度,生產(chǎn)體積密度較高的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)鎂砂。
輕燒設(shè)備可以選用多層爐、懸浮爐、沸騰爐、反射爐等。
輕燒氧化鎂粉成球采用高壓壓球機(jī)干壓成球。
煅燒設(shè)備常用豎窯、回轉(zhuǎn)窯。
三、燒結(jié)合成鎂鋁尖晶石砂的生產(chǎn)工藝
? ? 鎂鋁尖晶石的理論組成是MgO 28.33%,Al2O3 71.67%。實(shí)際生產(chǎn)中的鎂鋁合成砂有高純合成砂和天然原料合成砂兩種。本文介紹天然原料合成砂工藝。
(一)原料主要用輕燒氧化鎂和高鋁礬土。輕燒氧化鎂和高鋁礬土原料中SiO2、Fe2O3、CaO、K2O、Na2O等都是雜質(zhì)成分,其量盡量少,因?yàn)樗鼈冊(cè)诤铣缮爸行纬傻腿畚锖团蛎浵禂?shù)大的礦物,降低合成砂中尖晶石含量和耐火性能。
(二)原料加工及壓球輕燒氧化鎂經(jīng)過細(xì)磨(一般使用磨粉機(jī)),其粒度越細(xì)越好,一般希望能達(dá)到小于0.044mm的料大于90%,將有利于燒結(jié)反應(yīng)而制得燒結(jié)性能好的料。高鋁礬土來料一般為塊狀,需經(jīng)粗破碎(一般用顎式破碎機(jī))、細(xì)碎(一般用反擊破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)等)、再用管磨機(jī)等細(xì)磨設(shè)備磨細(xì)。為達(dá)到輕燒氧化鎂和高鋁礬土混合均勻,一般通過共同磨細(xì),即在磨機(jī)前把輕燒氧化鎂粉和高鋁礬土按比例稱量配料,必要時(shí)再經(jīng)攪拌機(jī)預(yù)混,再送入磨機(jī)共同磨細(xì)。磨細(xì)的料經(jīng)高壓壓球機(jī)壓制成球。
(三)煅燒球料進(jìn)入高溫窯煅燒。根據(jù)煅燒料的特性選擇采用回轉(zhuǎn)窯或豎窯。煅燒溫度與原料純度、氧化鋁含量等有關(guān),一般在1800~1900℃左右。
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