耐火材料是冶金、水泥、陶瓷及玻璃等工業的重要筑造材料。耐火材料的好壞不僅關系筑造設備的壽命,并且對這些工業部門生產的產品質量有很大影響。各地建筑材料企業克服了技術上和物質上的困難,積極組織生產耐火材料,不僅支援了鋼鐵工業,而且滿足了建筑材料工業本身生產和建設的需耍。但是,目前粘土質耐火磚的質量還不夠好,應采取措施迅速改進。
粘土質耐火磚的質量與原料選擇、粒度配合、制料、成型、干燥和燒成等一系列工藝過程有關,任何—個環節操作不良,都會影響到產品的質量。
1.粘土的選擇:粘土的耐大度和燒結性與制品的質量有著很大關系,含Al2O3多的粘土的耐火度高,堿性物質(K20、Na20、CaO、MgO)會降低粘土的耐火度,鐵質不僅降低耐火度,并有使制品盧生溶洞的缺陷。粘土的燒結性取決于粘土的分散性和易熔物數量,難燒結的粘土不能制成高強變和低氣孔率的磚。應選擇含有機夾雜物少的粘土作為結合粘土,耐火度應與熟抖接近,最好不低于1690℃結合粘土的化學成分應在以下范圍較好:Al203不小于30%,RO不大于6%,Fe203不大于2%。熟料的暇燒溫度最好超過磚的燒成至火溫度,使粘土達到完全燒結。煆燒不良的熟料,在燒成過程中收縮大,將會造成產品裂紋和強度下降。熟科中Al203不小于45%,RO不大于6%,Fe203不大于1.5%。
2.確定合理的顆粒組成:顆粒組成對制品的強度和密度有很大關系。只有大、中、小的顆粒適當配合,才能制得最大堆集密度的制品。一股顆粒組成應在以下范圍:0.5—2公厘的大顆粒在45—55%,0.5—0.088公厘的中顆粒不超過15%,小于0.088公厘的細粉在35—40%。在粉碎條件允許下,必須保證細粉達到以上要求。采取細顆粒配方有以下優點:①坯料粒度分布均勻;②磚的邊角整齊,表面光滑平整;③提高耐壓強度和荷重軟化溫度;④顯著降低氣孔率,提高抗渣侵蝕性。
3. 適當增加熟料的比例:目前一般廠用熟料只占30—50%,很難得到質量優良的磚,應采取多熟料配方,例如:熟料60—80%,硬質土10—20%,軟質土15—25%。它有以下優點:①由于粘土用量減少,相對減少了磚內雜質,可提高耐火度和荷重軟化溫度;②增加堆集密度,降低氣孔率,提高抗侵蝕性;③干燥和燒成過程收縮小;④提高對溫度急變的抵抗性、減少重燒收縮等。
4. 改進制料操作:粉碎完的泥料須拌和和均勻,在合泥機中干碾1一2分鐘,加水后再濕碾10分鐘左右。合泥的目的在于使泥料和水分分布均勻,并經過擠壓作用,提高泥料的密度。最好將部分結合粘土制成泥漿,使之均勻包裹在熟料顆粒周圍,形成一層粘土薄膜,充分發揮在干燥和燒成過程中的結合作用。 泥料和水分要分布均勻,如水分不均、泥料配合不勻,干燥和燒成過程中產生不均勻的收縮,將使制品產生裂紋。沒有合泥設備的工廠,暫時可采取睏泥的方法,讓水份浸透均勻,使粘土粒子充份崩解,提高泥料的可塑性。
5.改進成型操作:用機械成型較好,高壓成型的制品密度大、強度高。如用手工或型,要增加打鎚次數;成型要先輕后重,多打立鎚,兩面加壓,使料內空氣能逐漸排出。成型水分應適當降低,機械成型在6—8%,手工成型9一11%。干燥要采取分段逐漸的升溫方法,如急劇加熱,溫度驟升,坯體外部水分迅速蒸發,和內部水分擴散速度失掉平衡,由于不均勻收縮產生的應力,易造成制品裂紋。
6.改進燒成操作:燒成是制造耐火磚最后一個工序,在操作中要注意以下幾點:
① 碼窯賣做到平、正、直,壞與坯,列與列要適當留出縫隙和火道,坯垛與窯墻、窯頂應保持適當距離,以減少煙火在窯內流動的阻力。
② 確定正確的止火溫度及各階段的升溫吋速。止火溫度應高于結合粘土的燒結溫度,一般可在1300—1350℃維持2—4小時,使制品燒透,增加莫來石結晶的生成,改善制品的物理性質。關于燒成速度問題,應根據制品在加熱過程中的化學-物理變化、結合產品形狀、原料、窯爐等條件,制訂出適當的燒成 曲線。
③平衡窯室平面及上下溫度。調整平面溫差最有效的方法是調整窯底吸火孔的分布,增加抽力小部位 的吸大孔,或減少抽力大部位的吸火孔。調整上下溫度差可用上密下稀裝窯、調整擋火墻高度等方法。
為了提高粘土質耐火磚產品質量,還要做好以下工作:
1. 應開展群眾性的質量大檢查,說明提高產品質量的重大意義,批判重產輕質的片面觀點,開展優質高產運動,樹立保質保量全面完成國家計劃的思想。
2. 建立生產正常秩序,修訂和健全必要的技術管理制度,進行有節奏的生產。
3. 建立化驗機構,開展簡易的原料化學分析和產品質量檢驗工作。