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第三章 耐火材料生产工艺及主要设备 3.1 耐火材料生产工艺概述 3.2 原料的加工 3.3 坯料的制备 3.4 耐火材料成型工艺 3.5 砖坯干燥 3.6 耐火制品的烧成 加压振动成型的原理 2)加压振动的原理： 泥料受到一个振动力Fl 在泥料上方再施加一个向下的力，即是一个支持振动力的作用，使整个振动过程类似于加压成型或风锤捣固成型一样的效果，有利于密实。 坯料的塑化处理： 耐火材料的配料中瘠性料所占比例很大，所以提高泥料的可塑性，改善其成型性能是很重要的。 简单可行的塑化处理方法之一是困料。 困料：将混练后或经过挤泥处理的坯料，在一定的温度和湿度的环境中贮放一定时间。 困料方法简单，是一个复杂的物理化学反应过程。 在这个过程中，水分分布更均匀，坯料表面蒸发的水分很少。在坯料中分布不均匀的水分，靠毛细管的作用从水分较多的地方移向较少处， 原来被空气填充的毛细管空间可能被水分重新填充，捉高了泥料的可塑性。 耐火材料生产工艺及主要设备－混练 在潮湿的环境中，细菌的作用使有机物变质并生成有机酸，起着表面活性剂的作用，使坯料均化。 困料中的水化反应，有时能产生胶体物质 例如含CaO偏高的镁质坯料在困料时有下述化学反应发生： MgO+H2O→Mg(OH)2 CaO+H2O →Ca(OH)2 生成物呈胶体性质，提高坯料的结合性和可塑性，降低体积效应的危性。 困料的条件要严格控制，温度过高，时间过长，都会使生成的胶体老化，水分散失。另外，困料时间太长，占用场地面积大，会给连续人生产造成一定的困难。 耐火材料生产工艺及主要设备－混练 目前对特殊要求的一些坯料采用真空塑化处理。 坯料可塑性在很大程度上取决于颗粒周围的水溶剂化膜的作用，因为它起润滑剂的作用，降低颗粒间的摩擦， 促使其滑动。 颗粒周围的空气则使颗粒分离，降低其可塑性。 排除气泡可使可塑性提高， 真空处理能起到排除气泡的作用。 加入表面活性物质，塑化剂等亦能提高可塑性。 耐火材料生产工艺及主要设备－混练 3.4 耐火材料成型工艺 耐火坯料借助于外力和模型，成为具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程叫成型。 压制和成型是耐火材料生产工艺过程中的重要环节。 按坯料含水量的多少，成型方法可分如下三种： 半干法－坯料水分5％左右， 可塑法－坯料水分15％左右， 注浆法－坯料水分40％左右。 　　振动成型 　　500～1500℃的热压成型 　　等静压成型。 耐火材料生产工艺及主要设备－成型工艺 1.半干法压制的理论基础 1）半干法压制的物理实质 压制过程中，松散的物料没有足够的水分， 施以较大的压力，借助于压力的作用坯料颗粒重新分布 在机械结合力、静电引力以及摩擦力的作用下， 坯料颗粒紧密结合，发生弹性形变和脆性形变， 空气排出 坯料颗粒结合 形成具有一定尺寸及形状和一定强度的制品 耐火材料生产工艺及主要设备－成型工艺 2）压制的动力学过程 压制按三段进行的： (1)在压力的作用下，坯料中的颗粒开始移动，重新配置成较紧密的堆积，当压力增至某一数值后，进入第二阶段，该过程的特点是压缩明显。 (2)第二阶段，颗粒发生脆性及弹性变形，此过程具有阶段特性，坯料的压缩呈阶梯式。坯料被压缩到一定程度后，即阻碍进一步压缩，当压力增加达到使颗粒再度发生变形的外力时，由于颗粒的变形，才引起坯料的压缩，并伴随有坯体致密度增加，这种压缩及增压的阶段，变得短促而频繁，最后，压制进入到第三阶段。 (3)第三阶段，在极限压力下，坯料的致密度不再提高。 耐火材料生产工艺及主要设备－成型工艺 3）压制压力 (1)克服坯料颗粒间内摩擦力的压力P1， (2)克服坯料颗粒与模壁问的外摩擦力P2， (3) 由于坯料水分、颗粒组成及其在模内填充的不均匀性，使压力的分布在某些部分呈现不均匀性，为克服这种压力分布不均匀性，需要过剩压力P3, 总压力应为P总=P1+P2+P3 耐火材料生产工艺及主要设备－成型工艺 耐火材料生产工艺及主要设备－成型工艺 半干压成型方法，分机压和手工成型两种。 泥料为半干状态的颗粒料水分含量一般为3～10％。 手工(或振动)成型主要用于生产一些大型或特异型的制品，所用泥料的水分含量偏高，为10～12％。 采用半干法成型应注意“层密度”和“弹性后效”问题。 层密度：在压制过程中，因为压强在坯体内不遵守巴斯卡定律，距受压面近的地方密度大，而随着距受压面距