耐火材料2a.doc

第二章 耐火材料生产基本工艺原理 ? 2.2 坯料制备 2.2.1 颗粒的几何学性质 1.粉体颗粒构造 一次颗粒 一次颗粒物在环境中未发生变化，保持其排放时的原有物理和化学的性状。人为活动排放的一次颗粒物大量是化石燃料的燃烧及各种工业生产的排放物，如烟煤、粉尘、金属尘、水泥尘和汽车排气等。 是不能再区分的，有明显的轮廓；若是粉碎细磨而得，则保持固体块料结构，若是熔融而得，则是近似单晶的一次颗粒。 二次颗粒 当晶体非常细小的时候，由于晶粒的表面能很大，细小的晶粒之间容易由于弱的相互作用力结合在一起，导致晶粒之间发生团聚，也就是很多个细小晶粒抱团，形成更大的二次颗粒。 2.颗粒粒度 颗粒的大小。通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的粒度用边长表示。对不规则的矿物颗粒，可将与矿物颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径。实验室常用的测定物料 HYPERLINK /ShowTitle.e?sp=S%E7%B2%92%E5%BA%A6%E7%BB%84%E6%88%90 \t _blank 粒度组成的方法有筛析法、 HYPERLINK /ShowTitle.e?sp=S%E6%B0%B4%E6%9E%90 \t _blank 水析法和显微镜法。①筛析法，用于测定 250～0.038mm的物料粒度。实验室标准套筛的测定范围为6～0.038mm；②水析法,以颗粒在水中的沉降速度确定颗粒的粒度,用于测定小于0.074mm物料的粒度；③显微镜法，能逐个测定颗粒的投影面积，以确定颗粒的粒度，光学显微镜的测定范围为150～0.4μm，电子显微镜的测定下限粒度可达0.001μm或更小。 　　常用的 HYPERLINK /ShowTitle.e?sp=S%E7%B2%92%E5%BA%A6%E5%88%86%E6%9E%90%E4%BB%AA \t _blank 粒度分析仪有激光粒度分析仪、超声粒度分析仪、消光法光学沉积仪及X射线沉积仪等。 3.颗粒形状 颗粒形状(partieleshape)一个顺粒的轮脚边界或表面上各点的图象及表面的细微结构。通常包括投影形状、均整度(即长、宽、厚之间的比例关系)、棱边状态(如圆棱、钝角棱及锯齿状棱等)、断面状况、外形轮廓(如曲面、平面等)、形状分布等。 常用的定量描述参数如下:形状系数指颗粒形状与某种规整形状(如球形)不一致的程度。包括体积形状系数，表面形状系数与比表面积形状系数。D、V和S分别为颗粒的直径、体积与表面积。形状指数是表征颗粒外形自身特征的参数。主要有三轴径之比，称为均整度;长短径之比，称为长短度;短径与厚度之比，称为扁平度。 P43—44 公式 粗糙度是指颗粒实际表面积和将表面看成光滑时的表面积之比。颗粒的形状对粉料的流动性、充填性等粉料特性有较大影响。通常，用颗式破碎机，对辊破碎机及圆锥破碎机易得到多棱角颖粒，而用球磨机与筒磨机得到的顺粒更接近球形。用化学法或气相沉积法制备的超微颗粒也易接近球形。 2.2.2 粉体堆积密度 自学 2.2.3 粉碎料的颗粒组成 自学 2.2.4 粉料的流动性 P44—45 粉料虽然由固体小颗粒所组成,但由于其分散度较高,具有一定的流动性。当堆积到一定高度后,粉料会向四周流动,始终保持为圆锥体,其自然安息角(偏角)α保持不交。当粉料堆的斜度超过其固有的α角时,粉料向四周流泻,直到倾斜角至α角为止,因此可用α角反映粉料的流动性。 一般粉料的自然安息角α为⒛°~4o°。如粉料呈球形,表面光滑,易于向四周流，粉料的流动性决定于它的内摩擦力。设P点的颗粒自重为G(图4.5),根据力学原理,它可以分解为沿自然斜坡的下滑力F和垂直于自然斜坡的止压力N。 当粉料维持自然安息角α时,与分力F大小相等、方向相反的摩擦力为r时,才能维持平衡。实际上粉料的流动性与其粒度分布、颗粒的形状大小、表面状态等因素有关。　　 生产中粉料的流动性决定着它在模型中的充填速度和充填程度。流动性差的粉料难以按要求在短时间内填满模具,影响压砖机的产量和坯体质量,所以往往向粉料中加入润滑剂。 2.2.5 粉料的储存 1.排出口 P45 2.料仓内的流动状态 P45 2.2．6 坯料颗粒组成 1. 尺寸相同的圆球堆积 理论上分析，等径球体紧密堆积的空隙率只取决于堆积方式的配位数。配位数愈高，堆积空隙率愈小。 等大球最紧密堆积中，各球体直径相同，进行紧密堆积。我们将按照堆积的顺序，分多层进行分布讨论。 下面的图片显示第一层堆积的情况，其中，左图为第一层球体的最紧密堆积，各球体之间近可能多地相互接触才是最紧密的。右图则不是一层球的最紧密堆积。 相同直径的圆球堆积将具有25.9 %～ 47