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黏土砖的生产工艺

作者:admin 发布日期: 2020-12-25 二维码分享

黏土砖是以黏土熟料为骨料,耐火黏土(软质黏土或半软质黏土)为结合剂制成Al2O3含量为30%~48%的耐火材料。它是一种用途广泛、产量较大的耐火制品。

黏土熟料是一种瘠性料,它在耐火砖中起骨架作用。黏土熟料是由硬质黏土在回转窑中煅烧而成,或是软质黏土预先制成料球、料块,然后煅烧而成。黏土制品对熟料的要求是化学组分稳定,杂质含量不超标,烧结良好,吸水率为2%~4%,真密度在2.7g/cm³以上。

黏土砖一般采用二级或三级配料,粒度级为1~3mm和小于1.0mm

对结合黏土的基本要求,应是高可塑性,低烧结性并具有较高的耐火性。根据我国原料特点及工艺流程,通常采用半软质黏土和软质黏土混合、以半软质黏土为主的复合型配料。结合黏土粉碎后的粒度以细些为好,一般要求粉碎粒度小于0.5mm。在生产实际中,常加入一定量的有机结合剂,如亚硫酸纸浆废液,加入量在1%~2%之间。

熟料和结合黏土的配比应由制品的质量要求,形状大小和砖坯的成型方法诸多因素决定。质量要求高则熟料占80%以上,甚至90%。其特点是可制得外形尺寸正确,高密度,高强度的高质量耐火制品。对一些异型制品,则要求成型性能良好,一般结合黏土加入量为25%~30%,有时达40%。而对一些大型耐火制品,为了减少烧成收缩,保持外形尺寸良好,配料中适当增加熟料用量。

黏土制品的颗粒组成,一般粗细颗粒较多,中颗粒较少,这样不仅保障了耐火制品的致密度和强度,同时也提高了耐火制品的抗热震性。与此同时,还应根据尺寸大小和表面质量要求调整和修正颗粒的粒度。

物料混合时,一般是先加入熟练的粗颗粒,再加入生料泥浆,然后加熟料细粉和结合黏土。

我国黏土制品一般多采用半干法成型,因此,坯料含水低,如烧成窑带有干燥段,则可不用预先干燥而直接入窑烧成。对于特异型和大型及手工成型砖坯,由于水分排出困难,为防止干燥过速而开裂,一般根据砖坯单重和形状复杂程度,采用在空气中先干燥一周左右,再送入干燥器。

黏土制品在烧成过程中,砖坯在高温和适宜的气氛下发生一系列物理化学变化而烧结。其中结合黏土的加热特性直接影响制品的烧成制度的确定。结合黏土加热时发生物理化学反应,促进砖坯烧结,结合黏土使用量越大,黏土中的Al2O3含量越低,杂质含量越高,则反应越剧烈,体积收缩和加热不均,产生内应力越大,容易导致砖坯在烧成阶段开裂。

黏土制品的烧成大致分为四个阶段:

(1)常温至200℃:此时升温不宜过快,以防开裂。在隧道窑中烧成时,前4号车位不宜超过200℃;

(2)中温阶段(200~900℃):本阶段升温应加快速度,以利于砖坯中有机物和杂质的化学反应进行。在600~900℃期间,应在窑中保持较强氧化气氛,避免出现“黑心”废品;

(3)900℃至.高烧成温度:在高温阶段升温应平稳,继续保持氧化气氛,使坯体受热均匀,也要防止砖坯开裂。由于在1100℃以上高温时,烧结收缩非常强烈,收缩率达5%,因此保持温度梯度平缓,消除内部应力非常重要。

黏土制品的止火温度一般要高于烧结温度100~150℃,若使用烧结温度范围窄的结合黏土,则烧成止火温度高于黏土烧结温度50~100℃,黏土制品烧成温度应..使结合黏土充分软化,使其与熟料细粉及粗颗粒表层的反应充分进行,黏结熟料颗粒,使制品获得必要的强度和体积稳定性。烧成温度一般在1250~1350℃。

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