由于氣體的導熱系數很低,則可在耐火磚中造成大量互不相通的閉口氣孔,制得導熱系數較小的耐火材料,達到絕熱的目的。通常可以用以下幾種方法生產多孔輕質耐火磚。
一、可燃物加入法
? ? 可燃物加入法是目前生產輕質耐火磚常用的方法。是在泥料中加入容易燒盡對成型影響不大且能獲得細小而均勻的氣孔的可燃物。常用的可燃加入物有鋸末、木炭、硬質煤、木質索以及其它含灰分少的可燃物。目前還采用加入聚氯乙烯空心球。用這種方法可以生產輕質粘土磚、輕質高鋁磚和輕質硅磚等。由于在燒成時加入的可燃物燒掉而形成氣孔,所以使耐火磚具有一定的氣孔率和導熱系數,其值的高低,視加入的可燃物量的大小而定。
二、泡沫法
? ? 泡洙法主要用于生產輕質高鋁磚。首先,將由高鋁熟料、結合粘土或用加鋸末組成的混合料加水,制成含水25%~30%的漿狀泥料,送入打泡機中制造泡沫,混合均勻。然后將泡沫飽和的泥漿進行澆注,連同模子一起干燥,在1300~1350℃下燒成,最后進行修整,確保尺寸準確。這種耐火磚氣孔率高,體積密度一般為0.9~1.O1g/cm 3。此法的關鍵是泡沫劑的選擇和制備。
凡加入水中能形成泡沫的物質即稱為泡沫荊。泡沫劑是一種表面活性物質。泡沫是由液相和氣相組成的膠體系統(tǒng)。其中,氣體為分散相,流體是使氣泡分離的分散介質。
常用的泡沫劑有:皂堿(或松香皂),戊酮、明膠、蛋白和果膠等。其中。用之最廣的是松香皂。穩(wěn)定劑用水膠和鉀明礬調制而成。
三、化學法
? ? 在泥料中加入化學物質,通過化學反應產生氣體,使耐火磚獲得氣孔的生產方法叫化學法。如生產輕質粘土磚時,一般加入白云石和適當濃度的硫酸溶液,通過下列化學反應使耐火磚獲得多孔性。
MgCa(CO3)+2H2SO4=MgSO4+CaSO4+2H20+2CO2
? ? 其它碳酸鹽,如碳酸鈣(白堊和方解石等),由于和酸作用反應迅速,不易控制,因而不常用。
將有外加物的泥漿并加入促凝劑半水石膏(CaSO4·0.5H2O),然后注入模中,在模中產生氣泡,體積膨脹。促凝劑的加入量以漿料膨脹升到模子指定位置凝固完畢為宜。連模一起干燥。脫模后,在1240~1300℃下燒成。
四、泡沫熟料法
? ? 泡沫熟料法是首先用化學法或泡沫法制成輕質多孔熟料(體積密度為0.9~1.Og/cm 3)作骨料,然后加一定量的結合劑(如結合粘土),在1360~1410℃下燒制成輕質耐火磚。
五、耐火空心球及耐火磚
? ? 以耐火物料構成空心球的散狀耐火材料稱為耐火空心球。目前,應用較多的是氧化鋁空心球和氧化鋯空心球。此外,還有玻璃、陶瓷及炭素空心球等。將耐火空心球再結合可制成各種空心球耐火磚。
由于耐火空心球耐高溫、保溫性能好,有較好的耐熱震性能和較高的強度,受到特別的重視。氧化鋁、氧化鈷及炭素空心球耐火磚最高使用溫度可達1800℃以上。
空心球的生產,最常用的為電熔噴吹法,即將原料(如工業(yè)氧化鋁)在電爐內熔融成液態(tài),用壓縮空氣或高壓蒸汽噴吹成直徑不等的空心散狀球體。另外,也可用易燃燼的樹脂等有機物作成球體,然后在球表面上噴酒粘結劑,再在其上粘附上一層耐火細粉,如氧化鋁粉,經干燥并燒成,有機物燒失,殘留殼體即為空心球。若生產氧化鋯空心球,則以氧化鋯為原料,加4%~6%CaO作穩(wěn)定劑,然后采用電熔噴吹法制取空心球。