眾所周知耐火磚也是通過普通的磚塊燒制而成的,很多人就會(huì)問普通的磚怎么就能燒制成耐火磚呢?成分肯定不一樣吧,確實(shí)是這樣的,普通的磚可以燒制成耐火磚那么它的如何燒制的,有什么條件呢?下面河南耐火磚廠家給我們?cè)敿?xì)的講述。
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,而倒焰窯則將磚還直接裝入窯內(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。為此,在制定裝窯圖時(shí),還應(yīng)控制以下兩個(gè)因素,即K值和m值。
K值是指隧道窯外通道截面積與內(nèi)通道截面積之比。若外通道截面積為了f外,內(nèi)通道截面積為f內(nèi),則K值可表示為:
K=f外/f內(nèi)
這個(gè)比值,反映了隧道窯中氣流在外、內(nèi)通道的分布情況。選擇適當(dāng)?shù)腒值有利于磚垛溫度的均勻。在耐火材料生產(chǎn)中,由于各廠生產(chǎn)的品種不同,以及窯爐結(jié)構(gòu)和散熱等條件不一樣,所以各廠在燒成耐火制品時(shí)規(guī)定的K值也不一致,但對(duì)某一個(gè)廠來(lái)說,應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定。一般規(guī)定燒成粘土磚、硅磚時(shí)的K值為1.3~1.6;而高鋁磚、鎂質(zhì)制品為1.3~1.4。
K值大于1,說明外通道面積大于內(nèi)通道面積,其目的在于使磚垛外表面有足夠的火焰流過,但外通道面積也不能太大,過大則使磚垛中心部位火焰流量減少,而造成磚垛中心部位制品欠燒。
m值又稱隧道窯的有效斷面系數(shù)。它是指裝磚時(shí)縱向通道(包括外通道和內(nèi)通道)橫截面積總和與窯的橫截面積之比,用百分率來(lái)表示。若以f總代表隧道窯的橫截面積,則m值可表示為:
m=(f外+f內(nèi))/f總×100%
m值越大,說明氣流通道相對(duì)面積越大,氣體流通時(shí)的阻力就越小,但窯車裝磚量將隨之減少。通常燒成粘土磚、硅磚時(shí),m值為25~35%,燒成高鋁磚和鎂磚時(shí)為35~50%。
近年來(lái),在制定裝窯圖時(shí),有時(shí)隧道窯在磚垛內(nèi)采取留均勻小通道的辦法,其原理基本相同。
制定合理的裝窯圖是保證裝窯質(zhì)量的前提,但如果裝窯操作不當(dāng)也會(huì)使燒成后的制品外形合格率降低。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CO2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。
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)過程的進(jìn)行,顆粒在液相表面張力作用下,進(jìn)一步靠攏而促使坯體致密化,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,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)生等過程。冷卻制度會(huì)影響制品的強(qiáng)度、抗熱震性等物理性能。
2.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)變化過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大??;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?。因此,不同制品燒成時(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。
二、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。
在耐火材料生產(chǎn)中,出窯操作一般應(yīng)注意如下幾點(diǎn):
(1)、取磚和放磚時(shí),應(yīng)做到輕拿輕放,避免由于出窯操作不慎而造成的制品外形缺陷。
(2)、不同磚號(hào)的制品應(yīng)嚴(yán)格分開堆放,也就是說,不同磚號(hào)的制品出窯時(shí)不能放在同一塊磚板上,否則,在成品檢選時(shí)易造成混亂。因?yàn)橛行┎煌u號(hào)制品的外形可以完全相同,只是在某一尺寸有不大的差別(幾個(gè)mm或十幾個(gè)mm),如果將它們混放在一塊磚板上,檢選時(shí)就容易把其中一個(gè)磚號(hào)的制品誤認(rèn)為廢品,這樣不但會(huì)造成浪費(fèi),還會(huì)影響使用。不同型號(hào)磚的堆放后,注明標(biāo)識(shí)。
(3)、應(yīng)將工具磚(架磚、拉坯磚等)整理堆放好,以供裝窯時(shí)繼續(xù)使用。
(4)、出窯、運(yùn)磚時(shí)應(yīng)注意安全操作和勞動(dòng)防護(hù)。
這些就是河南耐火磚廠家給我們?cè)斀庵v述的普通燒制成耐火磚的全過程,不難看出,普通磚和耐火磚的原材料是一樣的只的燒制的程度不太一樣,這時(shí)候可能會(huì)有些人不太理解,既然材料是一樣的,是不是作用也的一樣的呢?專業(yè)人士解答當(dāng)然不是就像生磚和熟磚效果能一樣嗎?希望小編給大家的分享的對(duì)您以后的使用有所幫助。