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硅質耐火材料制備工藝硅磚生產的工藝流程大體可分為原料的組成選擇、成形、燒成及冷卻四個主要過程。 硅磚要求的粒度一般是大于1mm的顆粒占30%~35%,0.09~1mm的顆粒占35%~40%,余下的小于0.09mm。硅質坯體加熱時的松散與燒結能力取決于顆粒組成中粗細兩種粒度的性質和數量,粗顆粒轉變在很大程度上發生在細顆粒轉變和硅體開始燒成之后。所以粗顆粒轉變時體積膨脹是磚體趨于松散以至開裂的基本因素。相反,細顆粒多處于顆粒堆積的孔隙中,細顆粒本身的膨脹不僅對磚坯的膨脹影響小,而且因具有較大的比表面積,在高溫下與礦化劑作用而使燒結能力增加。因此,希望在磚坯中有足夠數量的細顆粒含量,以提高磚坯昀燒結性。礦化劑必須在球磨機中細磨,使大于0.5mm的顆粒不超過1%~2%,小于0.09mm的顆粒大于80%。 符合粒度要求的原料選好后,可進入成形階段制備硅磚坯料。坯料的成形性能受顆粒組成、水分和加入物的影響,調整這些因素可以改善坯料的成形性能。由于硅質坯料的結合性和可塑性都很差且質硬,因此,為了保證制得致密磚坯,需要采用加壓成形,通常成形壓力應不低于100~150MPa。 將成形并干燥后的磚坯送入燒成窯內燒結。在燒成過程中伴隨有大量的物理化學變化,如磚坯中殘余水的排除,石灰乳的脫水反應,二氧化硅的晶型轉換,氧化鈣與二氧化硅、氧化鐵與二氧化硅的固相反應等。根據這些變化的特點,可制定出燒成制度。在600℃以下時,雖有β-α的二氧化硅晶型轉變以及伴隨的體積變化,但由于坯體的導熱性差,加熱時的坯體中心部位溫度低于表面溫度,因此β-α石英轉變不是在瞬間完成的,而是發生在某一溫度范圍,在坯體內不會引起很大的應力,且對坯體強度影響不大,因此,在此階段,可用較快而均勻的升溫速度燒成,通常在20~600℃間的升溫速率為20℃/h;在600~1100℃溫度范圍內,因磚坯體積變化不大,強度逐漸提高,不會產生過大熱應力,在保證磚坯均勻加熱的前提下,可快速升溫,一般采用250℃/h的升溫速度;在1100℃至燒成最高溫度范圍內,晶型轉變及體積變化均很顯著,它是決定磚坯出現裂紋與否的關鍵階段,這個階段升溫速度應逐漸降低,并能緩慢均勻升溫。 硅磚最高燒成溫度應不超過1430℃。燒成溫度過高時,方石英生成量多,導致燒成廢品率增加。硅磚燒成至最高燒成溫度時,通常根據制品的形狀大小、窯的特性、晶型轉變難易、制品要求的密度等給以足夠的保溫時間,一般波動在20~48h。硅磚燒成后,高溫下(600~800℃以上)可以快冷;低溫時因有方石英和磷石英的快速晶型轉變,產生體積收縮,故應緩慢冷卻。 上一篇白炭黑的三種生產方法下一篇凝膠法白炭黑產品特點 |