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制备高铝聚轻保温砖的工艺介绍

发布时间:2021/4/27 16:52:16 点击率:

高铝聚轻保温砖属于耐火材料,也属于保温材料,具有良好的高温性能,保温隔热性能好,下面介绍一下生产工艺,感兴趣的朋友可以一起了解下。



轻质高铝砖是热工窑炉的重要隔热材料,氧化铝含量大于48%,主要由莫来石和玻璃或刚玉组成的轻质耐火材料。容积密度为0.4~1.359/cm3。空隙率为66%~73%,抗压强度为1~8MPa。耐热震性较好;合理选择和制作轻质高铝砖,对于合理利用能源,正确实施国家能源政策具有重要意义。各类轻质隔热砖中,轻质高铝砖耐火性好,容重小,原料丰富,耐火砖价格低廉,是比较理想的隔热材料。根据生产工艺不同,可采用泡沫法或加人物法制作轻质高铝砖。
高铝聚轻保温砖虽然使用温度较高,但由于强度、容重和隔热性能的矛盾,限制了它在一些高温地区的应用,因此不能直接用作结构保温材料。由于制备过程中的原因,造成了目前高铝隔热材料普遍存在的一个问题:容重小强度较差,而大容量隔热性能较差。所以如何找到一种制备高铝高强微孔隔热材料的最佳方法,成为耐火材料研究的主要方向之一。

通过对几种轻质材料的制备工艺进行比较,发现发泡法能够制备出具有高闭孔率和小孔径规则的高铝质微孔隔热材料,而且发泡法制备的隔热材料形状多样,制备工艺简单。

一是配料混合。
物料和发泡剂溶液的不均匀混合会影响物料中气孔分布的均匀性,甚至影响物料的发泡率。当粉状原料与发泡剂溶液直接混合时,发泡剂在叶轮搅动下会产生大量的泡沫,发泡剂溶液中的水在叶轮搅动的局部会形成泡沫,无法与所有粉状原料充分混合,在料浆中无法形成连续的水膜,产生泥浆偏析。因为料浆中存在水膜不连续现象,使搅拌进入料浆中的空气不能被包裹而向外扩散,最终使留在料中的气体体积减小,降低了发泡剂的发泡率。

为使原料与发泡剂充分混合均匀,达到发泡率的最大值,将发泡法制备轻质保温材料的混合工艺分为三个步骤。首先要保证粉料混合均匀均匀。本试验的具体步骤是:将所有的粉料混合在一起,多次过筛,再用球磨机进行0.5h的球磨,以确保粉料混合均匀。二是要保证粉料与水的混合均匀。首先把粉料放入搅拌器,加水搅拌1~2min,把原料和水均匀地混合成泥。为了防止粉体在料浆中的聚集,可以适当的加入分散剂。用水太多,不但会降低坯体强度,还会造成泡沫不稳定,所以应加入适量的减水剂,以减少其用量。三是要保证浆料与泡沫的混合均匀。把已配好的发泡剂溶液加入浆液中,以一定的速度搅拌至起泡,不断搅拌使浆液与泡沫混合均匀,制成泡沫浆液成型。

二是成型。
为了保证发泡法生产的轻质保温材料的发泡率,泥浆中含水量较高。通过几种不同的成型方法比较发现,只对泥浆含水率高的材料进行注浆成型,而不能用注浆法成形出体积较大的坯体;注浆法既可保证坯体内气孔分布均匀,又可使制件工艺简单,最终决定采用注浆法成型。

三、干燥和烧制
由于成形后坯体含水率较高,因此干燥工艺对于防止坯体变形开裂和保证坯体内部气孔完整十分重要。发泡法制备轻质隔热材料生产中存在的最大问题是干燥过程繁琐、周期长,干燥时坯体容易开裂变形。为简化发泡法制备轻质隔热材料的干燥工艺,使其在实际生产中易于操作,本试验选用普通干燥箱干燥,经浇注浆料后的室温干燥一定时间后,用保鲜膜密封,放入低温干燥箱中,直到坯体固化成型,除去保鲜膜,脱模,再放入干燥箱中缓慢加热,直到水分完全排出。

用高温电炉烧结试块。通常,耐火材料的烧结过程是固相烧结,主要依靠原料表面能量的迁移和晶粒间界面的迁移来完成。材料的烧成温度与原料的种类、粒度等有关。同样的原料,颗粒越细越容易烧结,烧结温度越低。以α-Al2O3为原料,采用多种不同粒径的材料,并加入了具有高温助烧作用的MgO,使其烧成温度达到1500℃。

易燃添加物测定
该方法还可以将可燃物添加到泥中,制成体积密度为0.8的轻耐火砖。所用易燃加性状有锯末、稻壳、焦炭粉、无烟煤等。易燃添加物要求易烧尽,灰分含量低,且灰分中有害杂质含量低。通常多用锯末、稻壳,用量一般在30~40%。锯末要经过筛分,稻壳可以和高铝矾土一起磨制。泥和易燃的添加物在湿式压泥机中混合4~5min,或通过螺旋挤压机挤压成泥条。泥土的含水量为40~50%。
泥料混练后,可在木模中成型。木模先用水浸湿,刷以锯末,再装泥,刮平后脱模。毛坯经干燥后,在规定的温度下进行烧制。

高铝聚轻保温砖烧制时,常含有杂质氧化物,如RO,RO,Fe2O3。他们在高温下与Al2O3和SiO2反应生成液相。采用Al2O3-SiO2-R2O体系时,液相量在高温下的增长速度随温度的升高而加快。因此,由于烧成温度的升高,液相量大幅度增加,液相粘度下降,都会引起砖的变形,降低砖的高温性能。因此,以液相烧结为主的烧结工艺,宜采用较低的烧成温度,延长保温时间。实际应用表明,一级、二级高铝砖均可采用相同的烧成温度。采用倒焰窑烧制,一般1430℃,保温40小时;Ill等高铝质砖温度1390~1420℃。分别在1550摄氏度和1450摄氏度下使用隧道窑燃烧。高铝砖一般采用弱氧化气氛烧制。

针对不同等级高铝砖的质量要求,选用不同等级的矾土原料,有利于合理使用,精料精配,尽量不使用混级严重的原料。熟料的质量取决于锻烧温度,为了确保熟料充分烧结和尽可能高的体积密度,通常应达到或略高于矾土的锻烧温度,并在锻烧过程中使二次莫来石化和烧结收缩作用完成。

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