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制成耐火材料的步骤,你了解多少?

[ 发布日期:2019-08-09 点击:306 来源:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]
  我们常见的耐火材料,它耐高温,适用于窑炉等高温提炼设备,这些都是耐火材料的成品,你对耐火陶瓷纤维之类的耐火材料的原料知道多少呢?这些原料又是如何制成耐火材料的呢?跟随中钢的脚步,一起来了解一下制成耐火材料的步骤吧!
  
  随着耐火原料工艺技术的进步,耐火材料工业所使用的原料从最初的天然原料,到经过精选加工的天然原料,再到按人们预定的要求而合成的耐火原料,从而使耐火材料的性能与寿命得以大幅度提高。耐火原料总的趋势一是高纯化,二是合成原料。
  
  大多数耐火原料矿物不能直接作为原料使用,必须经过加工。耐火原料加工工艺可分为选矿提纯、轻烧、煅烧和电熔等几种。少数几种耐火原料矿物可直接作为原料使用,如:硅石、叶蜡石、镁橄榄石等,它们在自然界中以较纯净的矿物存在,杂质矿物少,且不含或含有少量的结晶水(小于6%)。


耐火材料

      制成耐火材料的步骤

  
  1、选矿与提纯
  
  天然矿物原料通常有贫矿与富矿,成分不均匀,质量波动较大,直接用于耐火材料会给生产工艺带来麻烦并造成质量不稳定,有时甚至无法使用,因此需要经过选矿富集和分级。
  
  选矿的作用有:
  
  (1)将矿石中的有用矿物和脉石矿物相互分离,富集有用矿物。
  
  (2)除去矿石中的有害杂质。
  
  (3)尽可能地回收有用的伴生矿物,综合利用矿产资源。
  
  选矿的主要方法有浮选、磁选、重选、电选(静电选)、光电选、手选、化学选矿、摩擦与跳汰选矿以及按粒度、形状与硬度的选矿等。对耐火原料来说采用何种选矿方法与各种选矿方法的组合,取决于原料中各种矿物的物理性质,如颗粒大小与形状、比重、滚动摩擦与滑动摩擦、润湿性、电磁性质、溶解度等。
  
  按照颗粒的形状来选机是用于具有片状的或针状的结晶(如云母、石墨、石棉等)矿物。这种形状的颗粒,大部分都通不过圆孔筛。
  
  按照密度来进行选矿的原理,是由密度相差很大而颗粒大小相同的矿物构成的松散物料,经过淘洗或空气分离器,密度大的矿物降落在近处,而密度小的矿物则落在较远处。
  
  浮选法选矿是利用矿物被液体所润湿程度的差别来进行的。放入液体中的固体矿物,力图突破液体的表面层,而表面层由于表面张力的作用给予其以反作用力。当矿物细磨后并放入液体中时,其中某些矿物可能不被液体润湿,浮在其表面上,而另一些矿物可能被润湿而沉底。
  
  以石墨为例介绍选矿工艺。石墨矿石中含有大量的杂质矿物,特别是鳞片石墨矿石品位很低,必须经选矿富集。浮选是石墨选矿的主要方法。石墨矿石品位较低,一般为3%~15%,但鳞片石墨的可浮性很好。在选矿过程中,为保护石墨的鳞片,需采用多段磨矿多段选别,通过筛分(或水力旋流器分级)可及时地将已解离的大鳞片石墨分离出来,避免受到反复磨损。浮选常用煤油、柴油、重油、磺酸酷、硫酸脂、酚类、羟酸类等为捕收剂,二号油、四号油、醇醚、丁醚油等为气泡剂。一般工艺流程为:原矿石粗碎→细碎→粗磨→浮选→精矿再磨→精选→脱水→干燥→分级→包装。
  
  2、耐火原料的锻烧
  
  硅石、叶蜡石等耐火原料,由于在加热过程中发生体积膨胀或收缩很小,可不经预先煅烧而直接制砖。除这些原料外,大部分用作耐火材料骨料的原料都需经过高温锻烧。耐火原料有的含结晶水,有的为碳酸盐矿物,加热时释放出水分或排出CO2,伴随有较大的体积收缩;有的原料加热时产生晶型变化,伴随较大的体积变化。因此通过原料锻烧,产生一系列物理化学反应,对改善耐火材料的矿物组成和组织结构,保证耐火制品的体积稳定性及外观尺寸的准确性都有十分重要的作用。表征物料烧结的指标有显气孔率、体积密度、吸水率等。
  
  原料锻烧的最终目的是希望达到烧结。烧结是在高温中进行的,物料开始烧结的温度常与质点开始迁移的温度是一致的。烧结过程中常可或多或少出现液相。液相烧结与固相烧结的动力都是表面张力(或表面能)。
  
  烧结过程大致可分为三个阶段:
  
  (1)颗粒重新排列。产生在烧结过程中的少量液相包裹在颗粒的表面,并在两颗粒接触处形成颈部;
  
  (2)颗粒溶解沉析。原料中的固相与液相化学性质相似,液相湿润性好,对固相有一定的溶解能力。当烧结进行到一定程度才开始有溶解沉析现象发生;
  
  (3)颗粒成长。颗粒之间的胶结,液相填充孔隙,不同曲面间溶解沉析继续进行。
  
  原料的纯度与烧结是一对矛盾。原料愈纯,烧结愈困难。例如高纯天然白云石的烧结需要1750℃以上的高温;而高纯镁砂需1900~2000℃以上才能烧结。这显然给原料的锻烧设备、燃料消耗等带来一系列问题。
  
  3、耐火原料的合成
  
  天然原料经上述工艺加工,其质量和品种仍不能满足耐火材料的需求,因此需要人工合成耐火原料,合成原料可按使用目的人为地控制其化学组成和物相组成,具有优于天然原料的多种性能。控制合成原料的化学组成和物相组成是通过控制所用原料和合成过程两个环节实现的。自然界中存在但不具开采价值而又十分重要的耐火原料也可通过人工合成而得到。
  
  二氧化硅微粉(简称硅微粉)也称SiO2粉尘、硅微粉、硅灰等,是冶炼铁合金和金属硅的副产品。在高温冶炼炉内,石英约在2000°C下被炭还原成液态金属硅,同时也产生SiO气体,随炉气逸出炉外。SiO气体遇到空气时被氧化成SiO2,即凝聚成非常微小且具有活性的SiO2颗粒。经干式收尘装置收集,即得到硅灰。
  
  通过本文,我们了解到,制成耐火材料的步骤还是十分复杂的,所以,一分价钱一分货,每一步加工过程都倾注着劳动人民的心血,切记不可贪便宜,购买到假冒伪劣,偷工减料的产品,会造成巨大的损失。中钢洛耐研院生产的耐火材料,品质好,性价比高,值得您选择。
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