9种常用耐火材料制品的成型方法介绍

2019-11-15  来自: 广西鑫耐窑炉工程有限公司 浏览次数:59

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耐火材料的成型是指借助于外力和模型将坯料加工成规定尺寸和形状的坏体的过程。成型方法很多,传统的成型 方法按坯料含水量的多少可分为半干法(坯料水分5%左右)、可塑法(水分15%左右)和注浆法(水分40%左右)。耐火制品生产中根据坯料的性质、制品的形状、尺寸和工艺要求来选用成型方法。

由于耐火材料工业的不断发展,成型工艺也在不断发展,连续铸钢用的铝碳制品采用等静压成型 ,特大型砖采用挤压法成型;微型制品采用热压注法成型等。不管用哪一种方法,成型后的耐火制品坯体均应满足下列要求:

(1)形状、尺寸和精度符合设计要求;

(2)结构均匀、致密,表面及内部无裂纹;

(3)具有足够的机械强度;

(4)符合逾期的物理性能要求。

1、机压成型法

机压成型法是目前耐火材料生产中使用很多的成型方法。该方法使用压砖机和钢模具将泥料压制成坯体。因一般机压成型均指含水量为4%?9%的半干料成型方法,因面也称半干法成型。该法常用的设备有摩擦压砖机、杠杆压砖机和液压机等。

机压成型过程实质上是一个使坯料内颗粒密集和空气排出、 形成致密坯体的过程。机压成型的砖坯具有密度高、强度大、干燥收缩和烧成收缩小、制品尺寸容易控制等优点,所以该法在耐火材料生产中占主要地位。机压成型时为获得致密的坯体,必须给予坯料足够的压力。这压力的大小应能够克服坯料颗粒间的内摩擦力,克服坯料颗粒与模壁间的外摩擦力,克服由于坯料水分、颗粒及其在模具内填充不均匀而造成的压力分布不均匀性,这三者之间的比例关系取决于坯料的分散度、颗粒组成、坯料水分、坯体的尺寸和形状等。虽然压力与坯体致密化的关系有若干理论公 式可供计算,如坯体气孔随压力成对数关系而变化等,但通常用试验方法近似地确定坯体所需的单位而积压力,并依此决定压砖机应有的总压力。

2、可塑成型法

可塑成型法是指用含水置为16%以上呈塑性的泥料制成坯体的方法。通常是将预制好的坯料投入挤泥机中,挤成泥条,然后切割,再按所需要的尺寸制成荒坯,将荒坯用再压机压制,使坯体具有规定的尺寸和形状。

可塑成型法多用来生产大型或特别复杂的耐火制品。与半干法相比,其缺点是坯体水分大,砖坯强度低,外形尺寸不准确,干 燥过程复杂,收缩有时达到10%以上,因此,在耐火制品生产中,除部分制品外,一般很少采用可塑成型法。

3、注浆成型法

注浆成型法是将泥浆注入石膏模型,借助于模塑吸水制成坯 体的方法。注浆成型的方式有空心浇注、实心浇注、压力浇注、离 心浇注、真空浇注等,其中空心浇注是主要的浇注方式。

4、等静压成型法

等静压成型法是在泥料各个方向上施加等同压力进行成型的 方法。常用的应力传递介质为液体,如油、水或甘油等。因刹车 油或无水甘油的可压缩性极小,几乎可以把全部压力传递到弹性 模具上,故多用这两种液体作为压力传递介质。

等静压成型的特点是泥料各部分受压均匀且压力很高, 这样得到的坯体密度高且均勻,从而使坯体在烧成过程中的变形 和收缩等大为减少,也不会出现一般成型法成型的坯体因密度差 产生应力而导致的烧成裂纹,另外,等静虽成型的加压操作简单,成型压力调节方便;成型用的橡胶或塑料模具制造方便,成本低廉,可反复使用;泥料中可不用或少用临时结合剂。等静压成型可用于压制一般成型法难于成型的形状复杂的大件及细长形的制品,如长水口、浸入式水口、风口砖、整体塞棒等。

5、振动成型法

振动成型法是利用振动作用使泥料制成坯体的成型方法。振 动成型方法的原理是物料在频率很高(一般为3000?12000次/min)的振动作用下,质点相互撞击,动摩擦代替质点间的静摩擦,泥料变成具有流动性的颗粒,在自重和外力作用下逐渐堆集密实形成致密的坯体。

振动成型 时,由于振动输出的能量,颗粒具有三维空间的活 动能力,颗粒密集并填充于模型的各个角落而将空气排挤出去。因 此,即便在很小的单位压力下也能得到密度较高的制品。在多种 制品的成型中,振动成型能够有效地代替重型的高扭压砖机,如杠杆压砖机和水压机等.

振动成型 设备的结构形式有很多种,常用的有振动台式、带 内部振动器和表面振动器等,其中以加压振动式简单实用。加 压振动即在振动台上的泥料上方再施加一个向下的压力,使泥料 不单纯受到一个振动作用,而且还受到一个从泥料下方向上的有一些频率的冲击力,更有利于坯体的密实。

振动成型适用于形状复杂及大型的制品,也适用于密度相差 不太悬殊的物料的成型。由于成型时物料不受破坏,容易水化的物料如焦油白云石、焦油镁砂料等多用此法成型。

6、捣打成型法

捣打成型法是用手动、风动或电动捣锤将泥料捣实成型的方法。

风动捣锤的动力为压缩空气,这是工厂常用的动力源。捣打成型法一般用于成型形状复杂、体积较大的制品,捣打成型的泥 料水分大多控制在4%?6%的范围内,泥料的临界顆粒度比机压成型时要大,这有利于提高坯体的密度。捣打成型时一般是分层加料,应注意层间的紧密结合。

因捣打成型法的劳动强度很大,这种成型法目前使用得较少。只有一些异型砖的时候会采用这种手工制法。

7、挤压成型法

挤压成型法是用强力挤压可塑性泥料使其通过孔模成型的方 法。挤压成型与可塑成型都是采用可塑性泥料,两者的区别在于挤压成型需用强力挤压的挤压机,动力的来源为液压、压缩空气或机械加压,多用于特殊耐火材料的生产。

8、熔铸成型法

熔铸成型法是配合料经高温熔化后直接浇铸成制品的成型法。因一般常用电弧炉熔化配合料,所以熔铸成型的制品亦称为电熔制品。

熔铸成型的特点是将高温熔体直接倒入模型中成型。这 就要求模型具有很高的耐火性能、良好的透气性、较髙的耐冲击 强度和抗热震性能,面且不与熔体发生反应。常用的模型由石英 砂、刚玉砂或石墨板等制成。

熔铸耐火制品具有晶粒大、结构致密、机械强度高、耐侵蚀 性好等特点,主要用于玻璃工业。

9、热压成型法

热压成型法是在加热并同时加压的条件下,使泥料成型并烧结成制品的方法。热压工艺是把泥料的成型和烧成结合为一个过 程。热压法的特点在于可获得致密度很高的特殊制品,其密度值几乎可达理论值。在髙温下加压有助于坯体泥料顆粒之间的接触与扩散,从而降低烧结温度,缩短烧结时间。

热压设备采用液压机和石墨模型,石墨模型可经受高温并在髙温下承受较高的压力。模具的加热可用感应线圈或电阻加热,一般使用髙频感应热压电炉。泥料装入模具内进行热压,温度可达1850℃或更高一些,压力范围为25~50MPa。

在耐火材料工业中,热压法多用于纯氧化物制品,如氧化铍、 氧化镁、氧化钙、氧化铝以及其他难熔化合物特种耐火制品的制造。

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