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9種常用耐火材料製品的成型方法介紹

發布日期:2020-06-10 作者: 點擊:

  耐火材料的成型是指借助於外力和模型將坯料加工成規定尺寸和形狀的壞體的過程。成型方法很多,傳統的成型方法按坯料含水量的多少可分為半幹法(坯料水分5%左右)、可塑法(水分15%左右)和注漿法(水分40%左右)。耐火製品生產中根據坯料的性質、製品的形狀、尺寸和工藝要求來選用成型方法。

  由於耐火材料工業的不斷發展,成型工藝也在不斷發展,連續鑄鋼用的鋁碳製品采用等靜壓成型 ,特大型磚采用擠壓法成型;微型製品采用熱壓注法成型等。不管用哪一種方法,成型後的耐火製品坯體均應滿足下列要求:

  (1)形狀、尺寸和精度符合設計要求;

  (2)結構均勻、致密,表麵及內部無裂紋;

  (3)具有足夠的機械強度;

  (4)符合逾期的物理性能要求。

  01

  機壓成型法

  機壓成型法是目前耐火材料生產中使用最多的成型方法。該方法使用壓磚機和鋼模具將泥料壓製成坯體。因一般機壓成型均指含水量為4%?9%的半幹料成型方法,因麵也稱半幹法成型。該法常用的設備有摩擦壓磚機、杠杆壓磚機和液壓機等。

  機壓成型過程實質上是一個使坯料內顆粒密集和空氣排出、 形成致密坯體的過程。機壓成型的磚坯具有密度高、強度大、幹燥收縮和燒成收縮小、製品尺寸容易控製等優點,所以該法在耐火材料生產中占主要地位。機壓成型時為獲得致密的坯體,必須給予坯料足夠的壓力。這壓力的大小應能夠克服坯料顆粒間的內摩擦力,克服坯料顆粒與模壁間的外摩擦力,克服由於坯料水分、顆粒及其在模具內填充不均勻而造成的壓力分布不均勻性,這三者之間的比例關係取決於坯料的分散度、顆粒組成、坯料水分、坯體的尺寸和形狀等。雖然壓力與坯體致密化的關係有若幹理論公 式可供計算,如坯體氣孔隨壓力成對數關係而變化等,但通常用試驗方法近似地確定坯體所需的單位而積壓力,並依此決定壓磚機應有的總壓力。

  02

  可塑成型法

  可塑成型法是指用含水置為16%以上呈塑性的泥料製成坯體的方法。通常是將預製好的坯料投入擠泥機中,擠成泥條,然後切割,再按所需要的尺寸製成荒坯,將荒坯用再壓機壓製,使坯體具有規定的尺寸和形狀。

  可塑成型法多用來生產大型或特別複雜的耐火製品。與半幹法相比,其缺點是坯體水分大,磚坯強度低,外形尺寸不準確,幹 燥過程複雜,收縮有時達到10%以上,因此,在耐火製品生產中,除部分製品外,一般很少采用可塑成型法。

  03

  注漿成型法

  注漿成型法是將泥漿注入石膏模型,借助於模塑吸水製成坯 體的方法。注漿成型的方式有空心澆注、實心澆注、壓力澆注、離 心澆注、真空澆注等,其中空心澆注是最主要的澆注方式。

  04

  等靜壓成型法

  等靜壓成型法是在泥料各個方向上施加等同壓力進行成型的 方法。常用的應力傳遞介質為液體,如油、水或甘油等。因刹車 油或無水甘油的可壓縮性極小,幾乎可以把全部壓力傳遞到彈性 模具上,故多用這兩種液體作為壓力傳遞介質。

  等靜壓成型的最大特點是泥料各部分受壓均勻且壓力很高, 這樣得到的坯體密度高且均勻,從而使坯體在燒成過程中的變形 和收縮等大為減少,也不會出現一般成型法成型的坯體因密度差 產生應力而導致的燒成裂紋,另外,等靜雖成型的加壓操作簡單,成型壓力調節方便;成型用的橡膠或塑料模具製造方便,成本低廉,可反複使用;泥料中可不用或少用臨時結合劑。等靜壓成型可用於壓製一般成型法難於成型的形狀複雜的大件及細長形的製品,如長水口、浸入式水口、風口磚、整體塞棒等。

  05

  振動成型法

  振動成型法是利用振動作用使泥料製成坯體的成型方法。振 動成型方法的原理是物料在頻率很高(一般為3000?12000次/min)的振動作用下,質點相互撞擊,動摩擦代替質點間的靜摩擦,泥料變成具有流動性的顆粒,在自重和外力作用下逐漸堆集密實形成致密的坯體。

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  振動成型時,由於振動輸出的能量,顆粒具有三維空間的活 動能力,顆粒密集並填充於模型的各個角落而將空氣排擠出去。因 此,即便在很小的單位壓力下也能得到密度較高的製品。在多種 製品的成型中,振動成型能夠有效地代替重型的高扭壓磚機,如杠杆壓磚機和水壓機等.

  振動成型設備的結構形式有很多種,常用的有振動台式、帶 內部振動器和表麵振動器等,其中以加壓振動式最簡單實用。加 壓振動即在振動台上的泥料上方再施加一個向下的壓力,使泥料 不單純受到一個振動作用,而且還受到一個從泥料下方向上的有 一定頻率的衝擊力,更有利於坯體的密實。

  振動成型適用於形狀複雜及大型的製品,也適用於密度相差不太懸殊的物料的成型。由於成型時物料不受破壞,容易水化的物料如焦油白雲石、焦油鎂砂料等多用此法成型。

  06

  搗打成型法

  搗打成型法是用手動、風動或電動搗錘將泥料搗實成型的方法。

  風動搗錘的動力為壓縮空氣,這是工廠常用的動力源。搗打成型法一般用於成型形狀複雜、體積較大的製品,搗打成型的泥 料水分大多控製在4%?6%的範圍內,泥料的臨界顆粒度比機壓成型時要大,這有利於提高坯體的密度。搗打成型時一般是分層加料,應注意層間的緊密結合。

  因搗打成型法的勞動強度很大,這種成型法目前使用得較少。隻有一些異型磚的時候會采用這種手工製法。

  07

  擠壓成型法

  擠壓成型法是用強力擠壓可塑性泥料使其通過孔模成型的方 法。擠壓成型與可塑成型都是采用可塑性泥料,兩者的區別在於擠壓成型需用強力擠壓的擠壓機,動力的來源為液壓、壓縮空氣或機械加壓,多用於特殊耐火材料的生產。

  08

  熔鑄成型法

  熔鑄成型法是配合料經高溫熔化後直接澆鑄成製品的成型法。因一般常用電弧爐熔化配合料,所以熔鑄成型的製品亦稱為電熔製品。

  熔鑄成型的最大特點是將高溫熔體直接倒入模型中成型。這 就要求模型具有很高的耐火性能、良好的透氣性、較髙的耐衝擊 強度和抗熱震性能,麵且不與熔體發生反應。常用的模型由石英 砂、剛玉砂或石墨板等製成。

  熔鑄耐火製品具有晶粒大、結構致密、機械強度高、耐侵蝕 性好等特點,主要用於玻璃工業。

  09

  熱壓成型法

  熱壓成型法是在加熱並同時加壓的條件下,使泥料成型並燒結成製品的方法。熱壓工藝是把泥料的成型和燒成結合為一個過 程。熱壓法的特點在於可獲得致密度很高的特殊製品,其密度值幾乎可達理論值。在髙溫下加壓有助於坯體泥料顆粒之間的接觸與擴散,從而降低燒結溫度,縮短燒結時間。

  熱壓設備采用液壓機和石墨模型,石墨模型可經受高溫並在髙溫下承受較高的壓力。模具的加熱可用感應線圈或電阻加熱,一般使用髙頻感應熱壓電爐。泥料裝入模具內進行熱壓,溫度可達1850℃或更高一些,壓力範圍為25?50MPa。

  在耐火材料工業中,熱壓法多用於純氧化物製品,如氧化鈹、 氧化鎂、氧化鈣、氧化鋁以及其他難熔化合物特種耐火製品的製造。


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