耐火磚是如何燒制的

耐火磚的燒成分幾個(gè)步驟，所謂裝窯就是指按窯爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制品燒成時(shí)熱工制度的要求，在窯內(nèi)將符合半成品技術(shù)條件的磚坯合理排列碼放的操作過(guò)程。對(duì)于隧道窯也稱裝(窯)車。

 為了達(dá)到上述目的，就必須制定裝窯圖和裝窯技術(shù)操作規(guī)程，以便統(tǒng)一裝窯操作。隧道窯和倒焰窯裝窯圖的制定雖然有著它們各自的特點(diǎn)，如隧道窯是將磚坯裝在窯車上，而倒焰窯則將磚直接裝入窯內(nèi)，但在制訂它們的裝窯圖時(shí)應(yīng)該掌握的基本原則還是一致的。如傳熱，不同品種磚坯的裝窯部位等。下面以隧道窯裝窯為例，說(shuō)明制訂裝窯圖的一些基本原則。

在制訂隧道窯裝窯方案時(shí)，通常考慮以下幾方面的問(wèn)題：

  1、根據(jù)不同磚種，確定裝窯高度和裝窯方法。通常鎂磚和一等高鋁磚的裝窯高度為1～1.1m;硅磚為1～1.7m;粘土磚介于兩者之間。裝磚方法多數(shù)采取平裝，硅磚采用立裝和粘土磚采用側(cè)裝的方法。

 2、根據(jù)不同磚型，確定普型磚和異型磚的裝窯比例，一般異型磚與普型磚在同一窯車上的比例為4∶6左右。同時(shí)，還要根據(jù)不同磚型，確定不同品種的裝窯部位。一般將標(biāo)、普型磚裝在下部，異型磚裝在上部，而對(duì)某些特異型磚或燒成時(shí)容易開(kāi)裂的磚坯進(jìn)行包裝(以磚包磚)。

 3、在保證燒成質(zhì)量的前提下，提高裝磚密度(即單位窯車裝磚量)以達(dá)到提高產(chǎn)量和降低燃耗。

  4、保證磚坯在焙燒時(shí)氣體正常流通和具有良好的傳熱條件。

   因此，在耐火材料生產(chǎn)中，對(duì)裝窯質(zhì)量的基本要求是保證磚垛得平、穩(wěn)、直和避免磚坯間因高溫?zé)蓵r(shí)粘結(jié)在一起，以及減少燒成制品的扭曲變形。為了達(dá)到上述要求，裝窯時(shí)通常在每層磚之間均勻地撒一層粒度為0.5～3mm的填砂。不同性質(zhì)的制品，對(duì)裝窯填砂的要求也不同，通常粘土磚、高鋁磚使用硅砂、礬土屑、稻殼或稻殼灰;硅磚使用廢硅磚砂或硅砂;鎂磚質(zhì)使用鎂砂或鉻礦砂。

一、燒成

   磚坯在燒成過(guò)程中進(jìn)行一系列的物理-化學(xué)反應(yīng)，使磚坯變得致密，強(qiáng)度增加，體積穩(wěn)定，并保證有準(zhǔn)確的外形尺寸。

 1、燒成過(guò)程三個(gè)階段

耐火材料在燒成時(shí)，根據(jù)制品發(fā)生變化的特征，整個(gè)燒成過(guò)程可分為三個(gè)階段：

   (1)、加熱階段，即從制品進(jìn)窯或點(diǎn)火時(shí)起至達(dá)到制品燒成的較高溫度時(shí)為止。在這個(gè)階段中進(jìn)行著磚坯加熱，殘余水分和化學(xué)結(jié)晶水分的排出，某些物質(zhì)的分解和新的化合物的形成，多晶轉(zhuǎn)變以耐火磚送檢及液相生成等，包括有機(jī)和無(wú)機(jī)結(jié)合劑、添加劑的分解、氧化燃燒等，放出C耐火磚O2和水及其它小分子。在這個(gè)階段，由于上述原因，坯體的重量減輕，氣孔率增大，強(qiáng)度降低。耐火磚爐圖片

  隨溫度增加，達(dá)到液相形成溫度和物相合成溫度，由于液相的擴(kuò)散、流動(dòng)、溶解沉析傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行，顆粒在液相表面張力作用下，進(jìn)一步靠攏而隔熱耐火磚 保溫棉促使坯體致密化，使其強(qiáng)度增加，體積縮小，氣孔率降低，坯體進(jìn)行燒結(jié)。

  (2)、較高燒成溫度時(shí)的保溫階段。坯體中各種反應(yīng)趨于完全、充分、液相數(shù)量增加，結(jié)晶相進(jìn)一步成長(zhǎng)，磚坯達(dá)到致密化。

  制品在燒成過(guò)程中，不僅要使表面達(dá)到燒成溫度，而且要使制品內(nèi)部也達(dá)到燒成溫度。這個(gè)溫度均勻化的過(guò)程是靠傳熱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為此需要一定的時(shí)間。由此可見(jiàn)，制品越大，裝窯密度越高，則此時(shí)間就越長(zhǎng)。此外，由于窯爐內(nèi)各部位溫度的不均勻性，也需要一定的保溫時(shí)間。

 (3)、冷卻階段是指從燒成較高溫度至出窯溫度。在此階段中，制品在高溫時(shí)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)和化學(xué)變化基本上得到了固定。在此階段的初期，制品中還進(jìn)行著一些物理-化學(xué)變化，發(fā)生物相的析晶、某些晶體的晶型轉(zhuǎn)變、玻璃相固化、微裂紋產(chǎn)生等過(guò)程。冷卻制度會(huì)影響制品的強(qiáng)度、抗熱震性等物理性能。

二、燒成制度

  為了合理地進(jìn)行各種耐火制品的燒成，應(yīng)預(yù)先確定每種制品的燒成制度，其內(nèi)容包括：燒成的較高溫度;在各階段的升溫速度;在較高溫度下的保溫時(shí)間;制品冷卻下的降溫速度;在上述各階段中窯耐火磚 用于內(nèi)的氣氛性質(zhì)。

  燒成制度可以制成橫坐標(biāo)為時(shí)間(小時(shí))，縱坐標(biāo)為溫度(℃)的曲線，也可以由溫度范圍、升溫速度和時(shí)間為內(nèi)容的列表形式表示。

  耐火制品燒成溫度主要取決于：1、使用的原料的性質(zhì)。原料的主要礦物相的熔點(diǎn)、礦物相之間的較低共熔點(diǎn)溫度和數(shù)量與燒成溫度直接相關(guān)。耐火制品參考燒成溫度約為主要礦物相熔點(diǎn)溫度的0.8倍。因此，高純鎂磚燒成溫度高于鎂尖晶石磚;剛玉磚燒成溫度高于莫來(lái)石磚;堿性耐火制品的燒成溫度高于高鋁耐火制品; 2、對(duì)于相同材質(zhì)，原料純度越高，燒成溫度越高。純度高的直接結(jié)合堿性制品燒成溫度高于硅酸鹽結(jié)合的堿性制品；3、原料細(xì)粉的粒度。分散度高則比表面積越大，表面自由能越大，燒結(jié)動(dòng)力越大。因此微粉可促進(jìn)燒結(jié)，降低燒成溫度。

   耐火制品燒成時(shí)，在加熱和冷卻過(guò)程中許可的升(降)溫速度以及必需的保溫時(shí)間，取決于：1、加熱和冷卻時(shí)制品內(nèi)進(jìn)行的物理化學(xué)變化過(guò)程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大小；2、完成這一物理化學(xué)變化所需的溫度和時(shí)間；3、燒成過(guò)程中耐火制品的溫度梯度、熱膨脹和冷收縮產(chǎn)生的應(yīng)力。

  耐火制品的燒成過(guò)程可以用兩種加熱方式來(lái)完成，即制品在較低溫度下用較長(zhǎng)時(shí)間燒成，或在較高的溫度下用較短的時(shí)間燒成。但實(shí)際上由于窯爐內(nèi)傳熱緩慢，以及制品在窯爐內(nèi)受熱的不均勻性，所以用快速燒成耐火制品是有限度的。

 燒成時(shí)的窯內(nèi)氣氛有氧化氣氛、中性氣氛、還原氣氛、惰性氣氛等，應(yīng)按燒結(jié)要求進(jìn)行控制。燒成時(shí)的窯內(nèi)氣氛，會(huì)影響制品在燒成過(guò)程中的化學(xué)變化。例如在氧化氣氛下燒成粘土磚，可使制品內(nèi)FeO轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3，有利于提高粘土制品的耐火度，以及使磚坯內(nèi)有機(jī)物燃燒揮發(fā);而燒成硅磚時(shí)，通常采用還原性氣氛，可使加入的鐵質(zhì)礦化劑增強(qiáng)礦化作用;含碳制等中間尺寸耐火磚品由于避免碳的氧化，要求在隔絕空氣的還原氣氛中燒成，或控制的氮?dú)庵袩伞Ｒ虼耍煌破窡蓵r(shí)要求的氣氛也不同。

  耐火制品的燒成制度不僅與耐火制品的品種、形狀尺寸有關(guān)，還與燒成設(shè)備的類型密切相關(guān)。比如大型倒焰窯，需要較緩慢的升溫速度，較長(zhǎng)的保溫時(shí)間，以保障磚坯溫度的均勻性。不適宜的燒成制度，會(huì)增大廢品率，降低制品質(zhì)量。合適燒成制度建立在理論指導(dǎo)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)之上。

 三、出窯

  出窯是將燒好的制品經(jīng)冷卻后從窯內(nèi)取出來(lái)，或從窯車上卸下來(lái)的操作過(guò)程。出窯操作的好壞，對(duì)成品外形質(zhì)量有著直接影響。在出窯過(guò)程中，如果操作不注意或不熟練，往往會(huì)造成制品缺邊掉角，從而降低成品合格率。

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