耐火材料生產技術的發(fā)展方向
作者:admin 發(fā)布時間:2021-03-04 07:51:46 點擊率:1238
耐火材料生產技術的發(fā)展方向,耐火材料生產技術的發(fā)展是以提高質量、增加品種和降低消耗為中心而進行的。
耐火原料是基礎,沒有優(yōu)質原料就不可能生產高純度的產品。近年米,國內外對耐火原料的選礦、提純、鍛燒技術和合成原料工藝等方面做了大量的研究開發(fā)工作,使其純度提高,熟料密度增大,成分結構均勻和性能穩(wěn)定。
天然菱鎂礦和高鋁礬土一般經過選礦或化學提純后再進行鍛燒,其鍛燒設一般是采用回轉窯。例如,蘇聯用回轉窯緞燒原料的比例為67%,豎窯為22.5%。為減少原料的污染,各國普遍采用天然氣、煤氣或重油作燃料。
海水提美的工藝技術是制作高純鎂砂的有效手段。目前,海水鎂砂產量約占世界鎂砂總產量的1/3,其MgO含量一般為98%,少量的接近或達到99%,體積密度約為3.4克/厘米3。
日本于1964年創(chuàng)制了合成鎂白云石砂,其制作工藝是在海水鎂砂中,再次加入CaO并進行混合而制成的。該砂的特點是MgO/Cao的比率能自由控制,雜質含量很低,體積密度較高。表為日本合成鎂白云石砂的性能。
人工合成高鋁質原料主要有莫來石砂和氧化鋁砂等,前者一般采用燒結法制造;后者是以輕燒氧化鋁和工業(yè)氧化鋁為原料,在轉窯或豎窯中經過近2000℃的高溫煙燒而制成的,也有采用電熔法制作的。其產品可分成板狀氧化鋁砂、燒結氧化鋁砂和電熔氧化鋁砂。目前,世界合成莫來石砂和氧化鋁砂的生產量,已分別超過20萬噸和30萬噸。
在國外,熔融耐火原料的發(fā)展也是很快的,主要品種有電熔鎂砂、電熔剛玉和熔融石英等。
鎂鈣系堿性耐火原料的二步鍛燒工藝是生產優(yōu)質堿性原料的重要手段。所謂二步鍛燒工藝就是將精礦經過輕燒、再粉碎壓球,然后在高溫窯中進行鍛燒。該工藝具有使原料晶格活化、降低燒結溫度、提高熟料密度以及便于人工合成等特點,所以國內外普遍采用。
高壓成型是制品獲得高密度的重要手段。國外有多種型號的高壓壓磚機,最大者為8000噸。西歐各國使用液壓壓磚機較多,一般最常用的壓力為1500~2000噸;杠桿壓磚機和液壓杠桿壓磚機的最大壓力為1300噸,美國使用得多一些;日本、蘇聯和我國主要采用摩擦壓磚機。據資料介紹,日本較先進的品川耐火材料公司共有159臺壓磚機,其中有101臺摩擦壓磚機。蘇聯最大的摩擦壓磚機為1250噸,日本的為630噸,我國的為800噸。
此外,從七十年代開始,有些國家還采用了等靜壓成型機(也稱作靜水壓機),其成型方法分為濕法和干法兩種。前者生產率低,適用于品種多、批量小的制品;后者適用于大批量的制品生產。目前,國外連續(xù)鑄錠用的浸入式水口磚和長塞頭磚一般是用靜水壓機成型的。
高溫燒成是生產優(yōu)質耐火制品的關鍵。國外相繼出現了使用溫度為1700~2000℃的隧道窯。提高窯溫的方法是采用重油或天然氣等高發(fā)熱值燃料、用雙層式窯頂、強化一次空氣的預熱溫度和富氧鼓風等。高溫隧道窯目前是向頂燒或頂燒和側燒兼用的方向發(fā)展,其特點是:燃燒在磚垛空間進行,對窯墻損害較少,也降低了散熱損失。同時,窯膛的上下溫差小,制品鍛燒質量好,窯的熱效率高。英國于1977年建成了一座窯頂和側墻均安裝燒嘴的高溫隧道窯,其使用溫度為1750℃。
在七十年代,國外耐火材料廠的自動化程度也有較大的提高,從配料、混料到成型、干燥和燒成,均用電子計算機裝置控制生產。例如,美國通用耐火材料公司某廠、法國減性耐火材料公司某廠和加拿大料北克耐火材料廠等,其主要生產工序都是采用電子計算機控制的,有利于產品質量的提高。
隨著設備的更新、自動化程度的提高和生產管理的改善,耐火材料工業(yè)的勞動生產率也不斷提高,見表。從表中看出,日本1979年全國耐火材料工業(yè)平均勞動生產率為145噸/人·年,其中磚的為102噸/人·年,不定形耐火材料的為326噸/人·年,比六十年代的勞動生產率提高一倍多。
還應當指出,多品種耐火廠的勞動生產率較低,一般為97~180噸/人·年;單一品種的耐火廠勞動生產率較高,如日本黑崎爐材公司某廠只生產粘土磚,勞動生產率為787噸/人·年,品川耐火材料公司千田廠生產不定形耐火材料,其勞動生產率為511噸/人·年。
另外,耐火制品的測試技術和科學研究工作也有較大的發(fā)展。在測試技術方面,采用熱線法與熱儀測定制品的高溫導熱系數;在荷重軟化溫度裝置上,測定高溫蠕變達一萬小時以上;川回轉抗渣爐測定制品的抗渣性;采用高溫抗折爐和全自動熱膨脹儀,分別測定高溫抗折強度和熱膨脹率,等等。近年來,隨著生產自動化程度的提高,要求制品在生產線上進行測試,因此無損檢驗技術有了較大的發(fā)展。此外,模擬特定的使用條件,如在渣蝕、真空、還原性氣氛和不同氧分壓等情況下,對制品進行高溫性能的測試,具有重大的意義。
國外廣泛采用高溫X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、電子探針和透射電子顯微鏡等現代儀器,對耐火材料的生產工藝、使用過程和損毀機理進行深入的研究,其主要課題是:制取精料的工藝原理,新結合劑的探索,制品的燒結機理、基質材料和組織結構的研究,各種使用條件對爐襯損毀機理的影響等。通過基礎理論與損毀機理的研究,以提高產品質量,創(chuàng)制新品種,從而延長窯爐的使用壽命。
綜上所述便是鄭州超裕耐火材料廠家,為大家講解的有關于耐火材料生產技術的發(fā)展方向。
耐火原料是基礎,沒有優(yōu)質原料就不可能生產高純度的產品。近年米,國內外對耐火原料的選礦、提純、鍛燒技術和合成原料工藝等方面做了大量的研究開發(fā)工作,使其純度提高,熟料密度增大,成分結構均勻和性能穩(wěn)定。
天然菱鎂礦和高鋁礬土一般經過選礦或化學提純后再進行鍛燒,其鍛燒設一般是采用回轉窯。例如,蘇聯用回轉窯緞燒原料的比例為67%,豎窯為22.5%。為減少原料的污染,各國普遍采用天然氣、煤氣或重油作燃料。
海水提美的工藝技術是制作高純鎂砂的有效手段。目前,海水鎂砂產量約占世界鎂砂總產量的1/3,其MgO含量一般為98%,少量的接近或達到99%,體積密度約為3.4克/厘米3。
日本于1964年創(chuàng)制了合成鎂白云石砂,其制作工藝是在海水鎂砂中,再次加入CaO并進行混合而制成的。該砂的特點是MgO/Cao的比率能自由控制,雜質含量很低,體積密度較高。表為日本合成鎂白云石砂的性能。
人工合成高鋁質原料主要有莫來石砂和氧化鋁砂等,前者一般采用燒結法制造;后者是以輕燒氧化鋁和工業(yè)氧化鋁為原料,在轉窯或豎窯中經過近2000℃的高溫煙燒而制成的,也有采用電熔法制作的。其產品可分成板狀氧化鋁砂、燒結氧化鋁砂和電熔氧化鋁砂。目前,世界合成莫來石砂和氧化鋁砂的生產量,已分別超過20萬噸和30萬噸。
在國外,熔融耐火原料的發(fā)展也是很快的,主要品種有電熔鎂砂、電熔剛玉和熔融石英等。
鎂鈣系堿性耐火原料的二步鍛燒工藝是生產優(yōu)質堿性原料的重要手段。所謂二步鍛燒工藝就是將精礦經過輕燒、再粉碎壓球,然后在高溫窯中進行鍛燒。該工藝具有使原料晶格活化、降低燒結溫度、提高熟料密度以及便于人工合成等特點,所以國內外普遍采用。
高壓成型是制品獲得高密度的重要手段。國外有多種型號的高壓壓磚機,最大者為8000噸。西歐各國使用液壓壓磚機較多,一般最常用的壓力為1500~2000噸;杠桿壓磚機和液壓杠桿壓磚機的最大壓力為1300噸,美國使用得多一些;日本、蘇聯和我國主要采用摩擦壓磚機。據資料介紹,日本較先進的品川耐火材料公司共有159臺壓磚機,其中有101臺摩擦壓磚機。蘇聯最大的摩擦壓磚機為1250噸,日本的為630噸,我國的為800噸。
此外,從七十年代開始,有些國家還采用了等靜壓成型機(也稱作靜水壓機),其成型方法分為濕法和干法兩種。前者生產率低,適用于品種多、批量小的制品;后者適用于大批量的制品生產。目前,國外連續(xù)鑄錠用的浸入式水口磚和長塞頭磚一般是用靜水壓機成型的。
高溫燒成是生產優(yōu)質耐火制品的關鍵。國外相繼出現了使用溫度為1700~2000℃的隧道窯。提高窯溫的方法是采用重油或天然氣等高發(fā)熱值燃料、用雙層式窯頂、強化一次空氣的預熱溫度和富氧鼓風等。高溫隧道窯目前是向頂燒或頂燒和側燒兼用的方向發(fā)展,其特點是:燃燒在磚垛空間進行,對窯墻損害較少,也降低了散熱損失。同時,窯膛的上下溫差小,制品鍛燒質量好,窯的熱效率高。英國于1977年建成了一座窯頂和側墻均安裝燒嘴的高溫隧道窯,其使用溫度為1750℃。
在七十年代,國外耐火材料廠的自動化程度也有較大的提高,從配料、混料到成型、干燥和燒成,均用電子計算機裝置控制生產。例如,美國通用耐火材料公司某廠、法國減性耐火材料公司某廠和加拿大料北克耐火材料廠等,其主要生產工序都是采用電子計算機控制的,有利于產品質量的提高。
隨著設備的更新、自動化程度的提高和生產管理的改善,耐火材料工業(yè)的勞動生產率也不斷提高,見表。從表中看出,日本1979年全國耐火材料工業(yè)平均勞動生產率為145噸/人·年,其中磚的為102噸/人·年,不定形耐火材料的為326噸/人·年,比六十年代的勞動生產率提高一倍多。
還應當指出,多品種耐火廠的勞動生產率較低,一般為97~180噸/人·年;單一品種的耐火廠勞動生產率較高,如日本黑崎爐材公司某廠只生產粘土磚,勞動生產率為787噸/人·年,品川耐火材料公司千田廠生產不定形耐火材料,其勞動生產率為511噸/人·年。
另外,耐火制品的測試技術和科學研究工作也有較大的發(fā)展。在測試技術方面,采用熱線法與熱儀測定制品的高溫導熱系數;在荷重軟化溫度裝置上,測定高溫蠕變達一萬小時以上;川回轉抗渣爐測定制品的抗渣性;采用高溫抗折爐和全自動熱膨脹儀,分別測定高溫抗折強度和熱膨脹率,等等。近年來,隨著生產自動化程度的提高,要求制品在生產線上進行測試,因此無損檢驗技術有了較大的發(fā)展。此外,模擬特定的使用條件,如在渣蝕、真空、還原性氣氛和不同氧分壓等情況下,對制品進行高溫性能的測試,具有重大的意義。
國外廣泛采用高溫X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、電子探針和透射電子顯微鏡等現代儀器,對耐火材料的生產工藝、使用過程和損毀機理進行深入的研究,其主要課題是:制取精料的工藝原理,新結合劑的探索,制品的燒結機理、基質材料和組織結構的研究,各種使用條件對爐襯損毀機理的影響等。通過基礎理論與損毀機理的研究,以提高產品質量,創(chuàng)制新品種,從而延長窯爐的使用壽命。
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