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久瑞耐材关于耐火制品工序中烧成的介绍

来源:轻质保温砖厂家 发布时间:2018-09-30 浏览:

耐火制品的烧成主要有三个工序,分别是:装窑、焙烧和出窑。
 
今天久瑞耐材小编就给大家讲一下烧成:
 
 
砖坯在烧成过程中进行一系列的物理-化学反应,使砖坯变得致密,强度增加,体积稳定,并保证有准确的外形尺寸。
 
1.烧成过程三个阶段
 
耐火材料在烧成时,根据制品发生变化的特征,整个烧成过程可分为三个阶段:
 
(1)加热阶段,即从制品进窑或点火时起至达到制品烧成的最高温度时为止。在这个阶段中进行着砖坯加热,残余水分和化学结晶水分的排出,某些物质的分解和新的化合物的形成,多晶转变以及液相生成等,包括有机和无机结合剂、添加剂的分解、氧化燃烧等,放出CO2和水及其它小分子。在这个阶段,由于上述原因,坯体的重量减轻,气孔率增大,强度降低。
 
随温度增加,达到液相形成温度和物相合成温度,由于液相的扩散、流动、溶解沉析传质过程的进行,颗粒在液相表面张力作用下,进一步靠拢而促使坯体致密化,使其强度增加,体积缩小,气孔率降低,坯体进行烧结。
 
(2)最高烧成温度时的保温阶段。坯体中各种反应趋于完全、充分、液相数量增加,结晶相进一步成长,砖坯达到致密化。
 
制品在烧成过程中,不仅要使表面达到烧成温度,而且要使制品内部也达到烧成温度。这个温度均匀化的过程是靠传热来实现的,为此需要一定的时间。由此可见,制品越大,装窑密度越高,则此时间就越长。此外,由于窑炉内各部位温度的不均匀性,也需要一定的保温时间。
 
(3)冷却阶段是指从烧成最高温度至出窑温度。在此阶段中,制品在高温时进行的结构和化学变化基本上得到了固定。在此阶段的初期,制品中还进行着一些物理-化学变化,发生物相的析晶、某些晶体的晶型转变、玻璃相固化、微裂纹产生等过程。冷却制度会影响制品的强度、抗热震性等物理性能。
2.烧成制度
 
为了合理地进行各种耐火制品的烧成,应预先确定每种制品的烧成制度,其内容包括:烧成的最高温度;在各阶段的升温速度;在最高温度下的保温时间;制品冷却下的降温速度;在上述各阶段中窑内的气氛性质。
 
烧成制度可以制成横坐标为时间(小时),纵坐标为温度(℃)的曲线,也可以由温度范围、升温速度和时间为内容的列表形式表示。
 
耐火制品烧成温度主要取决于:1)使用的原料的性质。原料的主要矿物相的熔点、矿物相之间的最低共熔点温度和数量与烧成温度直接相关。耐火制品参考烧成温度约为主要矿物相熔点温度的0.8倍。因此,高纯镁砖烧成温度高于镁尖晶石砖;刚玉砖烧成温度高于莫来石砖;碱性耐火制品的烧成温度高于高铝耐火制品;2)对于相同材质,原料纯度越高,烧成温度越高。纯度高的直接结合碱性制品烧成温度高于硅酸盐结合的碱性制品。3)原料细粉的粒度。分散度高则比表面积越大,表面自由能越大,烧结动力越大。因此微粉可促进烧结,降低烧成温度。
 
耐火制品烧成时,在加热和冷却过程中许可的升(降)温速度以及必需的保温时间,取决于:1)加热和冷却时制品内进行的物理化学变化过程中所产生的内应力大小;2)完成这一物理化学变化所需的温度和时间;3)烧成过程中耐火制品的温度梯度、热膨胀和冷收缩产生的应力。
耐火制品的烧成过程可以用两种加热方式来完成,即制品在较低温度下用较长时间烧成,或在较高的温度下用较短的时间烧成。但实际上由于窑炉内传热缓慢,以及制品在窑炉内受热的不均匀性,所以用快速烧成耐火制品是有限度的。
 
烧成时的窑内气氛有氧化气氛、中性气氛、还原气氛、惰性气氛等,应按烧结要求进行控制。烧成时的窑内气氛,会影响制品在烧成过程中的化学变化。例如在氧化气氛下烧成粘土砖,可使制品内FeO转变为Fe2O3,有利于提高粘土制品的耐火度,以及使砖坯内有机物燃烧挥发;而烧成硅砖时,通常采用还原性气氛,可使加入的铁质矿化剂增强矿化作用;含碳制品由于避免碳的氧化,要求在隔绝空气的还原气氛中烧成,或控制的氮气中烧成。因此,不同制品烧成时要求的气氛也不同。
 
耐火制品的烧成制度不仅与耐火制品的品种、形状尺寸有关,还与烧成设备的类型密切相关。比如大型倒焰窑,需要较缓慢的升温速度,较长的保温时间,以保障砖坯温度的均匀性。不适宜的烧成制度,会增大废品率,降低制品质量。合适烧成制度建立在理论指导和实践经验之上。

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