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        從生產(chǎn)工藝詳解水泥窯用的硅莫磚

        2018-01-30 16:16:40 點擊:
        硅莫磚是高鋁礬土熟料與碳化硅為主要原料制成的Al2O3-SiO2-SiC系耐火材料,其荷重軟化溫度、抗熱震性、耐磨性和抗侵蝕性等性能指標(biāo)都優(yōu)于高鋁磚,甚至好于尖晶石磚。目前國內(nèi)水泥回轉(zhuǎn)窯除燒成帶之外其他部位幾乎都用硅莫磚。河南耐火材料廠簡單敘述了硅莫磚的生產(chǎn)工藝過程。
        1、原料的選擇
        先后采用山西陽泉、貴州遵義、河南寶豐等地高鋁礬土作原料,添加白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉、硅線石、紅柱石、黏土粉(廣西白泥、蘇州土)、硅微粉、蠟石粉、金屬Si粉和Al粉、生高鋁礬土粉等各種原料,理化指標(biāo)見表1。
        通過實驗得出,各種原料對制磚工藝及制品的理化指標(biāo)均有不同的影響,如陽泉高鋁礬土熟料,由于其雜質(zhì)少,燒結(jié)致密制品的各項指標(biāo)都比較好;貴州遵義礬土熟料由于含TiO2等雜質(zhì)相對較多,雖然制品致密度較高,但荷重軟化溫度低;河南寶豐礬土由于沒有燒結(jié),制品各項指標(biāo)均不合格。加入剛玉粉對提高制品荷重軟化溫度效果明顯,而白剛玉優(yōu)于亞白剛玉。加紅柱石、硅線石對提高制品荷重軟化溫度及熱震穩(wěn)定性效果好。加入硅微粉、膨潤土、黏土粉、蠟石粉可改善磚坯的成型性能,易燒結(jié),提高制品的強度。因此根據(jù)制品的技術(shù)指標(biāo)要求,選擇合適的高鋁礬土熟料作骨料,采用必要的添加物,合理配料生產(chǎn)合格產(chǎn)品。
        2、工藝參數(shù)
        2.1碳化硅加入量對制品性能的影響
        ,隨著碳化硅加入量增加,制品的密度和強度提高,碳化硅加入量15%?20%時,各項指標(biāo)比較好。碳化硅細(xì)粉超過20%時,制品的強度變化不大,抗熱震性有下降的趨勢。碳化硅顆粒過粗,對制品性能的影響不太顯著,因此應(yīng)該以顆粒和細(xì)粉同時加入較好。
        2.2泥料的顆粒級配
        硅莫磚的致密程度非常重要,致密度高的制品能抑制SiC的氧化,提高硅莫磚的綜合技術(shù)性能。泥料的顆粒級配對制品的密度有直接影響。為了獲得高致密度制品,按Dinger-Funk公式計算,求出各種粒度的體積百分?jǐn)?shù)。再根據(jù)原料密度得出粒度組成的百分比,通過實驗做適當(dāng)調(diào)整,得出生產(chǎn)需要的顆粒級配。
        Dinger-Funk 公式:
        CPFT/100 = Dn-Dsn/D1n-Dsn
        式中:CPFT是某粒度累計體積百分?jǐn)?shù)/%;D1是顆粒尺寸/mm;Ds是小顆粒尺寸/mm;D是任意中間顆粒尺寸/mm;n是粒度分布細(xì)數(shù)。
        當(dāng)D1= 5mm 時,D分別取 3mm、1mm、0.5mm、0.088mm 、010mm,Ds=0.0005mm,n取0.37。
        各種原料的密度按表2的數(shù)值計算出粒度組成。在實際生產(chǎn)中既要顆粒緊密堆積,又要考慮成型磚坯的外觀及制品的燒結(jié)性。大顆粒在堆積中起到骨架作用占主體,如果細(xì)粉太少,顆粒移動不好,成型困難;如果細(xì)粉的細(xì)度不夠,制品難以燒結(jié),增加結(jié)構(gòu)氣孔;如果細(xì)粉量太多,成型產(chǎn)生層裂,基層中氣孔量增大,制品體積密度下降。因此,在上述公式計算基礎(chǔ)上,實際生產(chǎn)采用以下顆粒級配:1)3?5mm:18%~19% ; 2)1-3mm:29%~30% ;3)0.5-1mm: 13%?14%;4)0.088?0.5mm: 21%?22%;5)0.010-0.088mm:13%~14% ; 6)≤0.010mm:5%?6%。
        2.3泥料結(jié)合劑試驗
        同一種配方,相同的生產(chǎn)工藝(1390℃燒成),泥料的結(jié)合劑不同,制品的主要物理指標(biāo)不同,如表3所列。
        磷酸結(jié)合制品不但結(jié)構(gòu)致密,強度高,而且荷重軟化溫度高,耐磨性好。
        2.4泥料的混煉
        泥料在強制式混合機(jī)中混煉,先后進(jìn)行加料順序試驗和混煉時間試驗。首先將原料干混,然后加結(jié)合劑(液體),再混煉15min。也進(jìn)行了骨料-結(jié)合劑(液體)-細(xì)粉濕混的試驗。從泥料的成型情況來看前者較好。對于加入磷酸及復(fù)合結(jié)合劑的泥料,進(jìn)行2次混煉,即第1次混煉加入60%的液體結(jié)合劑,困料12~24h后再進(jìn)行第2次混煉,加入其余40%結(jié)合劑。從成型來看與1次混煉15min且加抑制劑不困料沒有多大差別。
        2.5干燥與燒成
        磚坯在100℃左右的溫度下干燥24h,裝窯燒 成。燒成溫度分別為1330℃、1350℃、1390℃、 1420℃、1440℃、1450℃、1500℃,1 390?1440℃燒成的制品各項指標(biāo)較好。燒成溫度與泥料用結(jié)合劑有關(guān),磷酸及磷酸鹽復(fù)合劑的制品燒成溫度范圍較寬,在比較低的溫度下,制品的各項性能指標(biāo)令人滿意。而黏土、甲基纖維、紙漿廢液等結(jié)合劑的制品燒成溫度要偏高些,以1430?1450℃燒成制品各項指標(biāo)較好。
        2.6制磚工藝
        選用陽泉及遵義礬土熟料作骨料,同時選擇SiC≥90%的碳化硅顆粒及細(xì)粉,適當(dāng)添加剛玉或紅柱石、金屬Si粉和Al粉以及結(jié)合劑配料,采用6級顆粒級配,在強制式混合機(jī)上混合15min,采用400t 及630t壓磚機(jī)成型,沖壓6?8次,磚坯干燥后在隧道窯中1430?1440℃燒成后保溫8?10h。
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