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耐火砖

粘土砖

简介:粘士砖是以耐火粘土为原料生产的AL2O3含量为30%~48%的耐火制品。粘土砖广泛应用于高炉、热风炉、盛钢桶内衬和浇钢系统等许多热工设备。其产量占耐火材料总产量的一半以上。粘土砖分为普通粘土砖、多熟料粘土砖、全生料粘土砖和高硅质粘上砖等品种。 ...
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详细说明

粘士砖是以耐火粘土为原料生产的AL2O3含量为30%~48%的耐火制品。粘土砖广泛应用于高炉、热风炉、盛钢桶内衬和浇钢系统等许多热工设备。其产量占耐火材料总产量的一半以上。粘土砖分为普通粘土砖、多熟料粘土砖、全生料粘土砖和高硅质粘上砖等品种。
普通粘土砖系指Al2O3含量在36%~42%之间的品种,产量高,用途广。普通粘土砖是由可塑性强、分散性大的软质粘土与部分粘土熟料配制而成的。概括地分为粘土-熟料砖和高岭土熟料砖。它们的主要高温性能耐火度,特级品大1750℃,一级品为1730~1750℃,二级品为1670~1730℃,三级品为1580~1670℃。
多熟料粘土砖系指含熟料80%以上,结合粘土20%以下的制品。多熟料粘土砖由于坯料大部处于瘠化状态,在制造过程中不易变形,可以保证砖坯的外形尺寸、使烧成的制品具有较理想的体积密度、机械强度、抗热震性和较高的耐火度。
全生料粘土砖也称无熟料粘土砖,是用可塑性低、分散性弱、收缩很小的硬质粘土或叶蜡石制成的。由于这种原料固有结合水分少,粉碎后虽然赋于一定的外加水分,但仍可保持原有的颗粒组成,因此可以不再另加熟料,而且烧成的成品并不会因为没有熟料而产生收缩现象。全生料粘土砖的主要理化指标见下表。
 粘土砖
高硅质粘土砖的主要原料有瘠化粘土(煅烧过的硬质粘土、高岭土或叶蜡石)和天然石英砂。根据原料类别不同,高硅质粘土砖可分为石英-高岭石质高硅砖和石英-粘土质高硅粘土砖两种。前者SiO2最高含量可达75%~80%,耐火度大于1710℃,显气孔率一般均大于25%;后者是用含有石英岩的粘土或在烧结的硬质
粘土中加入石英砂配制。制品的耐火度较低般在1610~1700℃之间。高硅质粘土砖在一定的温度下体积稳定,长期使用并不产生过大的体积膨胀或收缩,而且荷重软化温度也高于普通粘土砖,非常适用于砌筑蓄热室或盛钢桶内衬。
粘土砖生产主要有破碎和粉碎、配料和混合、成型、干燥、烧成五道工序。其成型工艺有可塑法和半干法,如下图所示。
粘土砖
(1)破碎和粉碎。粘土熟料粗碎成小于50mm以下的块料,再粉碎成5~2mm的各级骨料,筛上料进入磨机磨成小于0.5mm细粉。结合粘土一般要经过干燥,然后进行粗碎、粉碎、细磨,磨成小于0.5mm的细粉,成与熟料制成混合细粉。
(2)配料和混合。泥料的配比包括熟料、结合粘土、水和外加物之间的质量配比和颗粒配比。结合粘土和水的加入量依成型方法的不同而异。可塑法成型,其配比为,熟料:粘土为7~5:3~5,水分16%~20%;半干法成型,其配比为,熟料:粘土为9~7:1~3,水分3.5%~8.0%。各种颗粒料按顺序依次加人混练设备中,加入各种结合剂制成均匀的泥料。
(3)成型。粘土制品采用可塑法成型时体积密度达2.0~2.1g/cm3,采用半干法成型时体积密度为2.1~2.4g/cm3。
(4)干燥。要求干燥后的砖坯残余物理水分含量小于2%。
(5)烧成。烧成在倒焰窑或隧道窑进行。烧成大致分为四个阶段:
1)常温至200℃:此时升温不宜过快,以防坯体开裂。在隧道窑中烧成时,前4号车位温度不应超过200℃。
2)200~900℃:本阶段升温应加快速度,以利于坯中有机物和杂质的化学反应进行。在600~900℃期间,应在窑中保持较强氧化气氛,避免出现“黑心”废品。
3)900℃至1380℃:在高温阶段温升应平稳,继续保持氧化气氛,使坯体受热均匀,也要防止砖坯开裂。由于在1100℃以上高温时,烧结收缩非常强烈,收缩率达5%,因此保持温度梯度平缓,消除内部应力非常重要。粘土制品的止火温度一般要高于烧结温度100~150℃,如果所用烧结粘土的烧结温度范围较窄,则止火温度适当低些,在50~100℃左右较适宜。粘土制品烧成温度应保证使结合粘土充分软化,使其与熟料细粉及粗颗粒表层的反应充分进行,达到粘结熟料颗粒,使制品获得合适的强度和体积稳定的目的。烧成温度一般在1250~1350℃。如Al2O3含量高,则制品的烧成温度应适当提高,大约在1350~1380℃。烧成保温时间一般为2~10h,以保证制品中的反应进行充分,而且使制品表里质量一致。
4)冷却阶段:根据制品在冷却段中的晶格变化,在1000℃以上高温阶段应快速降温,在1000~800℃,则应减缓冷却速度。实际上,在生产实际中,实际采用的冷却速度不会对制品造成冷裂危险。
中国冶标(YB/T5106-1993)将粘土质耐火砖按理化指标分为N-1、N-2a、N-2b、N-3a、N-3b、N-4、N-5、N-6八种牌号,其理化指标见表6-21和表6-22,焦炉砖的尺寸允许偏差见表6-23
 粘土砖
粘土砖
标准中还对砖的断面裂纹作了规定:
(1)层裂宽度不大于0.25mm时,长度不限制;
(2)层裂宽度为026~0.50mm时,长度不大于40mm;
(3)层裂宽度大于0.5mm时,不准有。

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