定型耐火材料的生产工艺流程图

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耐火材料制备工艺_

耐火材料制备工艺_

耐火材料制备原理及工艺摘要耐火材料是一种耐火度不低于1580℃,有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。

其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。

其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料,以及工业用高温容器和部件的材料,并能承受相应的物理化学变化及机械作用。

主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域,在冶金工业中用量最大,占总产量的50%~60%。

耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。

中国耐火材料的发展历史悠久,具有了较为完整的生产工艺,其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料,但依然存在各种缺点和不足。

关键词耐火材料分类,原理工艺,前景前言耐火材料是耐火度不低于1580℃的材料。

一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品,耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度,它标志材料抵抗高温作用的性能,是高温技术的基础材料。

没有耐火材料就没有办法接受燃料或发热体散发的大量热,没有耐火材料制成的容器也没有办法使高温状态的物质保持一定时间。

随着现代工业技术的发展,不但对耐火材料质量要求越来越高,对耐火材料有特殊要求的品种越来越多,形状越来越复杂。

其成产流程大多如图1-1。

图1-1耐火材料的生产流程[1]1耐火材料的分类和性能要求1.1分类1.1.1按组成来分耐火材料可分为硅质制品、硅酸铝质制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、锆质制品、纯氧化制品及非纯氧化物制品等。

1.1.2按工艺方法来划分可分为泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成形的制品、由粉末非可塑料捣固成形制品、由熔融料浇注的制品、经喷吹或拉丝成形的制品及由岩石锯成的天然制品等。

1.1.3根据耐火度来分可分为普通耐火材料制品,其耐火度为1580℃ ~1770℃;高级耐火材料制品,其耐火度为1770℃~2000℃;特级耐火材料制品。

耐火材料生产工艺及主要设备课件

耐火材料生产工艺及主要设备课件

破碎机
用于将原材料破碎成 细小颗粒,提高其可 加工性。
筛分机
对破碎后的原材料进 行筛分,去除杂质和 不合格的颗粒。
混合机
将各种原材料进行均 匀混合,确保制品的 一致性和稳定性。
压机
通过施加压力将混合 料成型为各种形状和 尺寸的制品。
烧成窑
高温烧成制品,使其 具备优良的耐火性能 。
某耐火材料企业的工艺与设备改进实践
耐火材料的主要性能指标
高温强度和蠕变性
耐火材料需在高温下保持较高的 抗压、抗折强度和良好的蠕变性 ,以抵抗高温引起的变形和破坏 。
热导率和热膨胀性
耐火材料的热导率和热膨胀性对 炉窑的散热和炉衬的稳定性具有 重要影响。
化学稳定性和抗侵
蚀性
耐火材料需具备较好的化学稳定 性和抗侵蚀性,以抵抗炉气和熔 融金属的侵蚀。
混合设备
选择适合的混合设备,如搅拌机、 球磨机等,确保混合效果良好。
成型
成型方法
采用合适的成型方法,如机压成型、手工成型 等,根据产品规格和形状选择。
成型压力
适当的成型压力有助于提高产品的密度和强度 。
成型温度
控制成型温度,保证产品成型良好且不损坏其性能。
能要求,确定合适的烧成温度 。
耐火材料的应用领域
01
02
03
钢铁工业
耐火材料广泛应用于钢铁 冶炼中的高炉、焦炉、转 炉和电炉等。
有色金属工业
在铜、铝、锌等有色金属 冶炼过程中,耐火材料用 于炉衬和熔融金属处理。
陶瓷和玻璃工业
耐火材料在陶瓷烧成和玻 璃熔制过程中起到支撑和 保护作用。
02
耐火材料生产工艺
原料的选取与处理
原料种类
04

耐火材料生产过程

耐火材料生产过程
时间/min
① ②
毛细管力、粘结剂附着力、
机械捏合力等作用,物料 产生团聚、捏合。但总体 之内。
混练过程中物料混合不均匀度与时间的关系
而言,这两种作用的结果,是使配合料的均匀性波动在一定范围 (h1~h2)
二、混 练
(2)混练效率
● 混合效率可用混合指数 i 来表示。在整个坯料的不同部位
进行多点取样,并测定某一组分的含量 C, 就可以计算出整个
二、半干法压制成型
1. 压制过程
耐火材料的压制成型过程可 以大致分为以下三个阶段: 阶段A: 在压力作用下,颗粒发生 明显的位移,重新分布形成较紧 密的堆积,坯料被压缩明显。 压缩,mm P1
压力,MPa
A
B
P2
C
二、半干法压制成型
1. 压制过程
阶段B: 当压力增至 P1 后,
颗粒发生脆性及弹性变形, 坯料被进一步压缩,但呈 阶梯式变化——坯料被压 缩到一定程度后,即阻碍 进一步压缩,一旦压力继 续增大到使颗粒再度产生 过程短促而频繁,最后,压制过程进入第三阶段。 阶段C: 在极限压力 P2 作用下,坯料不再被压缩,坯体的密度不
增大而降低,从而使得成型坯体的密度亦不均匀,产生所谓的
“层密度”现象。 ● 压强随砖坯厚度改变的关系如下: Sh = S0· exp(-Kh/R) Sh——距受压面 h mm 处的压强;S0——受压面上的压强; K—— 与模型结构有关的系数;R——坯体截面的当量半径。
二、半干法压制成型
2. 砖坯中的压力分布和层密度现象 ● 由于坯体的气孔率取决于压强大小,故沿坯体厚度方向的 压强落差即在一定程度上确定了坯体密度的均匀性。因此, 坯体密度的均匀性可用 Sh和 S0 的比值来估计: β =Sh/ S0 = exp(-Kh/R) 显然, β 越接近于1,则坯体密度的均匀性越好。 3. 影响坯体密度均匀性的因素 (1) 坯料的性质:包括其流动性、自然堆积密度等。 (2) 坯料颗粒间的内摩擦力及颗粒与模壁间的外摩擦力大小:与 颗粒形状、含水率、塑化剂或润滑剂性质及含量有关。 (3) 加压速度及加压方式。 (4) 坯体的大小、厚薄及形状等。

9种常用耐火材料制品的成型方法介绍

9种常用耐火材料制品的成型方法介绍

9种常用耐火材料制品的成型方法介绍目录刖§1.机压成型法11.可塑成型法2.注浆成型法32.等静压成型法4.振动成型法43.捣打成型法5.挤压成型法54.熔铸成型法7.热压成型法71—刖S耐火材料的成型是指借助于外力和模型将坯料加工成规定尺寸和形状的坏体的过程。

成型方法很多,传统的成型方法按坯料含水量的多少可分为半干法(坯料水分5%左右)、可塑法QK分15%左右)和注浆法(水分40%左右)。

耐火制品生产中根据坯料的性质、制品的形状、尺寸和工艺要求来选用成型方法。

由于耐火材料工业的不断发展,成型工艺也在不断发展,连续铸钢用的铝碳制品采用等静压成型,特大型砖采用挤压法成型;微型制品采用热压注法成型等。

不管用哪一种方法,成型后的耐火制品坯体均应满足下列要求:(1)形状、尺寸和精度符合设计要求;(2)结构均匀、致密,表面及内部无裂纹;(3)具有足够的机械强度;(4)符合逾期的物理性能要求。

1.机压成型法机压成型法是目前耐火材料生产中使用最多的成型方法。

该方法使用压砖机和钢模具将泥料压制成坯体。

因一般机压成型均指含水量为4%〜9%的半干料成型方法,因面也称半干法成型。

该法常用的设备有摩擦压砖机、杠杆压砖机和液压机等。

机压成型过程实质上是一个使坯料内颗粒密集和空气排出、形成致密坯体的过程。

机压成型的砖坯具有密度高、强度大、干燥收缩和烧成收缩小、制品尺寸容易控制等优点,所以该法在耐火材料生产中占主要地位。

机压成型时为获得致密的坯体,必须给予坯料足够的压力。

这压力的大小应能够克服坯料颗粒间的内摩擦力,克服坯料颗粒与模壁间的外摩擦力,克服由于坯料水分、颗粒及其在模具内填充不均匀而造成的压力分布不均匀性,这三者之间的比例关系取决于坯料的分散度、颗粒组成、坯料水分、坯体的尺寸和形状等。

虽然压力与坯体致密化的关系有若干理论公式可供计算,如坯体气孔随压力成对数关系而变化等,但通常用试验方法近似地确定坯体所需的单位而积压力,并依此决定压砖机应有的总压力。

定型耐火材料制造工艺流程

定型耐火材料制造工艺流程

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定型耐火材料的制造首先需要进行充分的原料准备工作。

简述定型耐火材料制造工艺流程

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简述定型耐火材料制造工艺流程

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耐火材料预制车间工艺流程

耐火材料预制车间工艺流程

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耐火材料生产过程共42页

耐火材料生产过程共42页
有人陪你走一辈子,所以你要 适应孤 独,没 有人会 帮你一 辈子, 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候,留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运,首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首,因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿. 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ,它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ,以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根

第三章耐火材料的生产过程.

第三章耐火材料的生产过程.

第三章耐火材料的生产过程耐火材料在生产过程中,虽然不同耐火制品所使用的原料不同,具体控制工艺条件也不同,但它们的生产工序和加工方法基本上是一致的。

如在制品生产过程中一般都要经过原料破碎、细磨、筛分、配料、混练、成型、干燥和烧成等加工工序,而且在这些加工工序中影响制品质量的基本因素也大致相同。

因此,学习和了解耐火材料生产过程中带有共同性的工艺过程,将有助于掌握各种不同耐火制品的生产工艺特点。

因此,这一章将全面地介绍耐火材料制品的生产过程。

第一节原料加工一、破粉碎生产耐火材料用耐火熟料(或生料)的块度,通常具有各种不同的形状和尺寸,其大小可由粉末状至350㎜左右的大块。

另外,由实验和理论计算表明,单一尺寸颗粒组成的泥料不能获得紧密堆积,必须由大、中、小颗粒组成的泥料才能获得致密的坯体。

因此,块状耐火原料经拣选后必须进行破粉碎,以达到制备泥料的粒度要求。

耐火原料的破粉碎,是用机械方法(或其他方法)将块状物料减小成为粒状和粉状物料的加工过程,习惯上又称为破粉碎,具体分为粗碎、中碎和细碎。

粗碎、中碎和细碎的控制粒度根据需要进行调整。

粗碎、中碎和细碎分别选用不同的设备。

(一)粗碎粗碎——物料块度从350㎜破碎到小于50~70㎜。

粗碎通常选用不同型号的颚式破碎机。

其工作原理是靠活动颚板对固定颚板作周期性的往复运动,对物料产生挤压、劈裂、折断作用而破碎物料的。

(二)中碎中碎——物料块度从50~70㎜粉碎到小于5~20㎜。

中碎设备主要有圆锥破碎机、双辊式破碎机、冲击式破碎机、锤式破碎机等。

圆锥破碎机的破碎部件是由两个不同心的圆锥体,即不动的外圆锥体和可动的内圆锥体组成的,内圆锥体以一定的偏心半径绕外圆锥中心线作偏心运动,物料在两锥体间受到挤压和折断作用被破碎。

双辊式破碎机是物料在两个平行且相向转动的辊子之间受到挤压和劈碎作用而破碎。

冲击式破碎机和锤式破碎机是通过物料受到高速旋转的冲击锤冲击而破碎,破碎的物料获得动能,高速冲撞固定的破碎板,进一步被破碎,物料经过反复冲击和研磨,完成破碎过程。

「耐火材料的生产工艺」

「耐火材料的生产工艺」

2010级化学班孟享洁2010061415耐火材料的制备耐火材料是一种耐火度不低于1580℃,有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。

其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。

其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料,以及工业用高温容器和部件的材料,并能承受相应的物理化学变化及机械作用。

主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域,在冶金工业中用量最大,占总产量的50%~60%。

耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。

中国耐火材料的发展历史悠久,具有了较为完整的生产工艺,其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料,但依然存在各种缺点和不足。

其制备流程图如下所示:耐火材料制备原理:1.耐火原料的加工原料的加工主要包括原料的精选提纯.均化或合成;原料的干燥和煅烧;原料的破粉碎和分级。

原料的精选提纯和均化为了提高原料的纯度,一般需经拣选或冲洗,剔除杂质,有的还需要采用适当选矿方法进行精选提纯。

有的原料中成分不均,需要均化。

原料的煅烧:为了保证原料的高温体积稳定性。

化学稳定性和高强度,多数天然原料和合成原料,需经高温煅烧制成熟料或熔融成熔块。

烧结温度T约为其熔点的0.7~0.9倍。

原料的破粉碎和分级:原料的破粉碎的目的是按照配料要求制成不同粒级的颗粒及细粉,进行级配,使多组分间混合均匀,以便相互反应,并尽可能获得致密的或具有一定粒状结构的制品胚体。

2耐火材料成型工艺耐火材料借助于外力或模型,成为具有一定尺寸。

形状和强度的胚体或制品的过程。

压制或成型是耐火材料生产工艺过程中的重要环节。

按胚料含水量的多少,分为半干法.可塑法.注浆法。

3耐火材料的干燥干燥过程可分为三个阶段。

在此之前有一个加热阶段。

一般加热阶段时间很短,胚体温度上升到湿球温度。

第二阶段是降速阶段,随着干燥时间的延长,或胚体含水量的减少,胚体表面的有效蒸发面积逐渐减少,干燥速度逐渐降低。

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定型耐火材料工艺流程
定型耐火材料的生产工艺流程图
活化煅烧
死烧
检验包装
一.原料的煅烧
原料的煅烧具有极为重要的必要性,原料的煅烧分为活化煅烧和死烧,活化煅烧是使原料全部或部分组分得到活化,变为活性状态的煅烧,通过加入添加剂得以实现,死烧则是使原料全部达到完全烧结,无论哪种煅烧都能够使生料变成熟料,熟料配料的好处如下:
(1)熟料配料能够保证制品烧成后的尺寸准确性,以及制品的体积稳定性。

(2)熟料配料有利于改善制品的矿物组成及显微组织结构,从而保证制品具有良好的使用性能;
(3)熟料配料有利于缩短制品的烧成周期,提高生产效率和烧成合格率。

二.原料的挑选分级
原料的挑选分级能够保证优质品的质量,避免劣质原料被用来生产优质品;此外,这道工序还能保证优质原料被有价值的利用,避免优质原料被用来生产低等级的制品。

一般挑选分级的对象有耐火黏土、高铝矾土、菱镁矿等,根据熟料的外观颜色、有无显而易见的杂质、比重、致密度等情况进行人工拣选。

三.原料的破粉碎
破粉碎在耐火材料的生产流程中是一道极为重要的生产工序,它决定了产品质量的好坏,因此它有着极为重要的意义:
(1)各种原料只有破粉碎到一定细度才能充分均匀混合,从而保证制品组织结构的均匀性;
(2)通过破粉碎将各种原料的加工成适当粒度,以保证制品的成型密度;
(3)只有将原料粉碎到一定细度,才能提高原料的反应活性,促进高温下的固相反应,形成预期的矿物组成和显微组织结构,以及降低烧成温
度。

根据破碎的不同要求,可以选择不同类型的破碎机,常用的破碎机有颚式破碎机和圆锥破碎机。

配料不仅仅是调配化学组成的过程,还是调配颗粒组成的过程,因此在配料过程中颗粒级配的设计师极为重要的,合理的颗粒级配可以达到最紧密堆积,保证坯体的成型密度,减小坯体的烧成收缩,从而保证制品的质量和性能。

以取得最紧密堆积为目的,耐火材料的颗粒组成,一般采用下述公式:
y i =[a +(1−a )(d i D
)n ]∗100 y i ——粒径为d i 的颗粒应配入的数量(%);
a ——系数,取决于物料性质及细粉含量等因素,一般情况下,a=0-0.4; n ——指数,与颗粒分布特性及细粉的比例有关,一般地n=0.5-0.9;
D ——最大(临界)颗粒尺寸(mm )。

理想的堆积是粗颗粒构成骨架,中颗粒填充于大颗粒构成的空隙中,细粉则填充于中间颗粒构成的空隙中,在实际生产中,通常采取三组分颗粒配料,有时候也会采取四组分颗粒配料,不同的产品因为成型和烧成的不同,会选取不同的配比。

五. 混练
混练是使各种物料分布均匀化,并促进颗粒接触和塑化的操作过程,耐火材料的混练过程,由于颗粒粒度相差较大及成型的需要,实际上不是一个单纯的混合过程,而是伴有一定程度的碾压、排气过程。

混练的最终目的是使混合料的任意单位体积内具有相同的化学组成和颗粒组成。

达到较好混练质量所需要的混练时
间,主要与物料的流动性、外加剂的种
类、混练机的结构性能等因素有关,对
应于某一种坯料及混练设备,都有一个
最佳的混练时间,超过该时间就会造成
“过混合”,如右图所示,而且最佳混练
时间有时相差较大,例如黏土砖需要
4-10min ,而镁砖需要20-25min 。

困料是将经过混练处理的坯料在一定的温度和湿度环境中储放一段时间的过程,通过这道工序能够使坯料中的水分、纸浆废液等分布更加均匀,提高坯料的结合性、可塑性,改善其成型性能。

七.耐火材料的成型
大多数耐火材料的坯料含水率在5%左右,因此常用半干法压制成型,它的压制成型过程可分为三个阶段:
阶段A: 在压力作用下,颗粒发生明显的位移,重新分布成较紧密的堆积,坯料被压缩明显;
阶段B:当压力增加到一定程度时,颗粒发生脆性及弹性变形,坯料被进一步压缩,但呈阶梯式变化,这是由于坯料被压缩到一定程度后,阻碍进一步压缩,一旦压力继续增大到使颗粒再度产生变形的外力时,坯料的体积又得以被压缩。

阶段C:在极限压力作用下,坯料不再被压缩,坯体的密度不再增加。

由于成型时存在的内外摩擦力,使得成型时坯体中的压强呈非均匀分布状态,即坯体中某点的压强随其距受压面的距离增大而降低,从而使得成型坯体的密度也不均匀,产生所谓的“层密度”现象。

在实际生产过程中,可以通过选用适当、适量的润滑剂,以及改变加压方式和加压次数等
能够有效的防止层裂,从而改善坯砖的成型质量。

八.坯砖的干燥
坯砖的干燥是消除坯砖中结构水、吸附水、自由水的过程,通过使坯砖含水率将至入窑烧成的要求,从而缩短烧成周期,提高烧成合格率,此外,干燥还能有效的提高砖坯的机械强度。

九.耐火材料的烧成
通过烧成处理,使各化学成分发生一系列的物理化学反应,使得坯体致密化,形成稳定的组织结构和矿物组成,从而拥有所要求的高温使用性能。

烧成的过程伴随着复杂的物理化学变化,主要包括以下五个阶段:1.干燥残余水分的排除阶段
在这个过程中,不会发生化学反应,伴随着气孔率的增大;
2.氧化分解阶段
此阶段涉及大量的物理化学反应,化学变化通常主要有:结晶水的排除、碳酸盐和硫酸盐的分解、碳素和有机物的氧化、晶型转变、液相开始出现等,物理变化包括气孔率的增大和强度的变化。

3.液相及耐火矿物的形成
部分分解反应继续进行,液相随温度升高不断增多、粘度降低,某些耐火新矿物开始大量生成,并伴有溶解重结晶过程,致密化程度提高,气孔率增大,强度增大。

4.烧结阶段
坯体中各种反应趋于完全、充分,液相数量继续增加,晶相进一步成长达到致密化。

5.冷却阶段
主要发生耐火相的析晶、生长,某些晶相的晶型转化、液相的冷凝玻璃化等,同时制品的强度、密度、体积都有相应的变化。

十.检验包装
通过机器检查和人工抽检的方式,筛选出合格的产品,将它们包装入库,等待销售。

参考文献
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