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耐火原料工艺技术的发展?

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耐火原料工艺技术的发展?

发布日期:2018-12-28 作者: 点击:

耐火原料工艺技术的发展

1.降低物料的粒度

一般来说,原料越细,其比面积越大,表面能也越高,粉体表面及其内部出现的晶格缺陷也就越多。粉体活性高,增加了烧结推动力,缩短了原子扩散距离,提高了颗粒在液相中的溶解度。表3-1-5为粉体直径与表面积的关系。

2.活化烧结与二步煅烧

活化烧结即通过增加原料的活性而使其容易烧结。降低原料粒度其实也是一种活化方法。但是单靠机械方法来降低原料粒度是有限的,而且能量消耗也大大增加。采用化学方法也能提高物料的活性,如在碱性耐火原料中广泛使用的二步煅烧法,即轻烧——压球(制坯)——死烧,就非常有效。

二步煅烧法中,轻烧的目的在于活化晶格。比如菱镁矿的轻烧,在600℃出现等轴晶系方镁石,650℃时非等轴晶系方镁石出现,等轴晶系方镁石逐渐消失,850℃时完全消失。这些方镁石的晶格缺陷较多,活性高,在高温下扩散作用强,促进烧结。轻烧温度对原料的活性影响很大,它直接关系到熟料的烧结温度与体积密度。对于已确定的物料,总有一个好的轻烧温度。轻烧温度过高会使结晶度增加,晶粒变大,比表面积和活性下降;温度过低则可能有残留的未分解的母盐存在而妨碍烧结。

镁钙砂二步煅烧法不但为制备高纯高密度镁砂、合成镁白云石砂开辟了新途径,而且对其它难以致密化的原料烧结作用也很大。堇青石烧结范围狭窄,约30℃左右,以高岭土、滑石和氧化铝为原料煅烧合成堇青石过程中有大量结构水排出,烧结体易形成多孔结构,要得到致密高纯度的合成堇青石熟料十分困难。研究发现,在1000℃*4小时的条件下对配料进行轻烧,即可产生约25%的结晶程度较差的堇青石。再在1390~1450℃下烧结即可得到性能良好的堇青石熟料,对提高堇青石窑具性能十分明显。

二步煅烧与一次烧结相比,其工艺过程复杂,燃料消耗大,成本高。因而对于纯度不高或者结晶水量与煅烧后产生气体量不大的原料,不必强调采用二步煅烧工艺。

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3.添加物促进烧结

在目前耐火原材料的烧结研究中广泛应用。在固相烧结中,少量添加剂可与烧结相生成固溶体,促进缺陷增加而加速烧结;在有液相参加的烧结中,添加剂能改善液相的性质而促进烧结。对已确定的原料,选择何种添加剂,关键看添加剂能否起到以下几方面的作用:

①与烧结相形成固溶体;

②与烧结相形成化合物;

③与烧结相形成液相;

④阻止多晶转变;

⑤扩大烧结温度范围。

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