陶粒生产实用技术样本

陶粒生产技术

1、烧胀陶粒与烧结陶粒的不同:

烧结陶粒在焙烧过程中不发生较大的体积膨胀, 内部只有少量气孔, 而且有许多是联通或开放性的。而烧胀陶粒会发生较大的体

积膨胀, 内部有大量的气孔, 这些气孔多是密闭的, 互补连通的, 开放性气孔较少。

2、烧胀陶粒的主要性能特点

由于是密闭微孔结构, 气孔率非常高, 一般要占陶粒总体积的

48%-70%, 因此它除具有陶粒的共同特征外, 又具有了这种孔结构

所赋予的都有特征。

①具有更加优异的保温性能, 热导率一般只有0.08-0.15w( m·k)

②更低的堆积密度, 堆积密度大多为300-500kg/m3

③优异的吸声隔声性能

3、膨胀气体产生的基本原理

膨胀的物质基础是气体, 这些气体是由一些原料成分在高温下发

生反应而产生的, 而非外加的

当前中国生产膨胀陶粒主要是利用如下四大类能够产生气体的成分: 碳酸盐类、硫化物类、氧化铁类、碳类。最常见的碳酸盐

为碳酸钙和碳酸镁, 最常见的硫化物为硫化铁、硫等, 最常见的氧化铁为Fe2O3

4、主要化学反应

( 1) 碳酸钙的分解反应

①碳酸钙的发起反应

CaCO3→CaO+CO2↑( 850-900℃)

②碳酸镁的发起反应

MgCO3→MgO+CO2↑(400-500℃)

( 2) 氧化铁的分解与还原反应

2Fe2O3+C→4FeO+ CO2↑

2Fe2O3+3C→4Fe+ 3CO2↑

Fe2O3+C→2FeO+ CO↑

Fe2O3+C→2Fe+ 3CO↑

( 3) 硫化物的分解与氧化反应

Fe2O3===FeS+S↑

S+O2===SO2

4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2↑

( 4) 碳的化合反应

C+O2→CO2↑

2C+O2→2CO↑(缺氧条件下)

5、在氧化气氛下, CO从600℃左右开始产生, 当温度超过1000℃时, CO溢出量增多, 由于CO是氧化铁与碳之间反应的产物, 它的出现不但消耗未燃尽的煤, 而且消耗氧化铁, 因此经600℃以上温度长时间预热, 膨胀会受到影响, 另外在膨胀温度范围内, 逸出的气体主要是CO, 说明CO是主要膨胀气体。

6、膨胀原理

陶粒的膨胀实际就是发泡, 发泡物质在高温下释放气体, 产生气体压力才能使陶粒坯体膨胀, 但没有气体她就无法得以保存, 因此还必须有能束缚住气体的溶体, 经过加热产生的熔体包围并防止气体外溢, 膨胀才能成功。

早期的动态平衡膨胀过程有利于坯体的膨胀使陶粒实现轻质化, , 少量多余的溢出减压, 为后期陶粒坯体的膨胀收缩创造了良好的条件。后期的静态平衡膨胀过程可经过早期的气体释放减压和后期的降温增加来实现, 致使陶粒表层开孔气孔减少或损失, 同时内部气孔细化、封闭。

7、膨胀模式理论对生产陶粒的指导意义

①发气量是陶粒膨胀的最基本因素, 对它的正确把握至关重要。膨胀模式理论可使我们在配方设计或工艺控制时, 能够更为准确地把握陶粒坯体的发气量, 是之既不会完全被液相始终抑制, 达到要求的膨胀力, 又能有一定的释放量, 形成减压收缩, 而且不造成大量气体的逸出, 使液相对其的抑制难以进行。这对于原料中发气成分的控制尤为重要。

②正确把握液相量及液相粘度

如果液相量不足, 她就无法包裹坯体产生的大量气体, 如果液相量过大, 就会使她的抑制作用过强, 而使气体的膨胀力被过分地抑制。液相的粘度也对气体的膨胀有极大的影响, 粘度越大, 对气体的控制力就越强。

③正确地把握不同膨胀端的技术特点

8、气孔率对陶粒性能的影响

大孔的直径大于1mm, 小孔直径小于1mm, 微孔直径小于0.5mm a: 陶粒密度

陶粒的气孔率越大, 她的堆积密度就越低, 轻质性能就越优异。当她的表观密度为500kg/m3左右时, 其气孔率均在48%左右。b:陶粒强度

陶粒的强度随着气孔率的提高而降低。气孔率为10%时, 其强度

会比无气孔时降低40%左右, 气孔率在10%以下时, 强度下降不太明显, 当气孔率超过10%时, 强度下降就十分明显。

c:陶粒吸水率

陶粒的吸水率随气孔率的提高而提高。气孔率越高, 吸水率就越高, 但这是一般情况。在气孔细化、封闭、开口孔的连通孔均少或没有的情况下, 高气孔率的陶粒也具有很低的吸水率。

9、气孔的尺寸、形状、均匀性对陶粒性能的影响

气孔的尺寸越大, 在密度相等时, 逃离的强度就越差, 保持陶粒的总孔隙率不变, 气孔尺寸越小, 强度就越高。减小气孔的尺寸, 能够提高陶粒的强度。

气孔的形状对强度和吸水率均具有重大的影响。闭口型状的圆孔, 会使陶粒强度高, 而且吸水率低。开口形状的气孔、连通形状的气孔都会使强度下降。

10、烧胀陶粒的孔间壁对陶粒性能的影响

①陶粒强度

孔间壁是陶粒内部结构的骨架, 是承受压应力的主体。孔间壁的厚度越大, 孔间壁占陶粒体积的比例越大, 孔间壁上的孔隙越小, 陶粒的强度就越高。孔间壁的物相成分对陶粒的强度影响也非常大。孔间壁若以玻璃相为主, 陶粒的强度就差, 若以结晶体针状

莫来石晶体网络为主, 陶粒的强度就越好。因为针状莫来石晶体呈网络状分布与玻璃相中, 形成坚固的骨架结构, 对玻璃相起到了支撑和加固作用, 可提高陶粒的强度并提高其断裂强度。

②陶粒吸水率

要烧制出优质的膨胀陶粒, 就要满足

( 1) 在保证不降低陶粒强度的情况下, 尽量提高陶粒的气孔率, 以降低陶粒的堆积密度, 使其轻质的特性更加突出。

( 2) 在保证不降低套利的孔隙率的情况下, 经过优化孔结构来实现高孔隙率下的理想强度和低吸水率。这些油画孔结构的手段包括细化气孔, 使气孔以封闭圆球孔为主, 尽量减少或不形成连通孔和开口孔。

( 3) 优化陶粒孔结构的孔间壁, 使之减少或不生成能够使气孔相连或开口的孔隙。并使组成孔间壁的物相以针状莫来石晶体为主。不能以莫来石为主的, 也要尽量提高莫来石的数量, 以使孔间壁形成坚固的骨架网络。

11、气体的释放主要是CO2、 CO、 SO2.在粘性状态的粘土内部形成了类似球形的孔洞, 因而具有蜂窝状结构。其原因主要有二: 一方面是材料的粘度和材料在熔融过程中所发生的表面张力; 另一方面时从这种材料的内部释放出一些气体, 而产生膨胀的必要条件时在材料内部具有足够量的矿物成分和有机物。这些矿物成