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納米制造技術(shù)論文

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  現(xiàn)定義為凡物理化學(xué)性質(zhì)允許其在高溫環(huán)境下使用的材料稱為耐火材料。下面小編給大家分享一些耐火材料新技術(shù)論文,大家快來跟小編一起欣賞吧。

  耐火材料新技術(shù)論文篇一

  粘土質(zhì)耐火材料

  摘要 粘土質(zhì)耐火材料是指Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~46%的耐火材料。粘土質(zhì)耐火材料為弱酸性制品,因其資源豐富,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,成本低,故應(yīng)用廣泛。本文從粘土質(zhì)耐火材料的化學(xué)組成、分類、生產(chǎn)加工等方面來闡述粘土質(zhì)耐火材料,以便于在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

  關(guān)鍵詞 粘土質(zhì);耐火材料

  中圖分類號(hào)O6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2012)77-0182-02

  1粘土耐火材料化學(xué)組成及其相平衡

  粘土制品的高溫性能主要取決于制品的化學(xué)礦物組成。所以利用Al2O3-SiO2二元相圖,從理論上可以了解粘土制品的理論相組成及其隨化學(xué)組成和溫度的變化規(guī)律,對(duì)指導(dǎo)粘土質(zhì)耐火制品的生產(chǎn)和使用有著十分重要的意義。

  從Al2O3-SiO2二元相圖可以看出,粘土質(zhì)耐火材料常溫下平衡相為方石英和莫來石(3Al2O3-2SiO2),莫來石的理論組成為71,8% Al2O3和28,2% SiO2,熔點(diǎn)為1 850℃。溫度升高1 595℃時(shí)有低熔點(diǎn)共晶成分的熔融物生成。其共晶成分為5,5% Al2O3和94,5% SiO2。

  粘土質(zhì)耐火材料中常含有Fe2O3,TiO2,CaO,MgO,K2O,Na2O等5~6種雜質(zhì)。隨著這些雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,制品內(nèi)形成液相的溫度降低,冷卻到1595℃以下也不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶相。有一部分則轉(zhuǎn)變成非晶質(zhì)的玻璃相,使制品的耐火性能降低。

  2粘土耐火制品的分類

  粘土耐火制品主要有粘土磚和不定形耐火材料。粘土耐火制品因其生產(chǎn)簡(jiǎn)便,價(jià)格便宜,廣泛應(yīng)用于高爐、熱風(fēng)爐、均熱爐、退火爐、鍋爐、鑄鋼系統(tǒng)以及其他熱工設(shè)備,是消耗量較大的耐火制品之一。

  2.1 粘土磚分為普通粘土磚、多熟料粘土磚、全生料粘土磚和高硅質(zhì)粘土磚等品種

  1)普通粘土磚指Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%~42%的品種,產(chǎn)量高,用途廣。普通粘土磚由可塑性強(qiáng)、分散性大的軟質(zhì)粘土與一部分粘土熟料配制而成,概括地分為粘土一熟料磚和高嶺土一熟料磚。按耐火度的高低,將粘土質(zhì)耐火制品劃分為四個(gè)等級(jí):特級(jí)品,高于1 750℃;一級(jí)品,1 730℃~1 750℃;二級(jí)品,1 670℃~1 730℃;三級(jí)品,1 580℃~1 670℃;

  2)多熟料粘土磚是指含熟料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%以上,結(jié)合粘土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%以下的制品,多熟料粘土磚由于坯料大都處于瘠化狀態(tài),在制造過程中不易變形,可以保證磚坯的外形尺寸,使燒成的制品具有較理想的體積密度、力學(xué)強(qiáng)度、坑熱展性和較高的耐火度;

  3)全生料粘土磚也稱無熟料粘土磚,是用可塑性低、分散性弱、收縮很小的硬質(zhì)粘土或葉蠟石制成的。由于這種原料固有結(jié)合水分少,粉碎后雖然吸收了一定的外加水分,仍可保持原有的顆粒組成,因此可以不另加熟料,而且燒成品并不會(huì)因沒有熟料而產(chǎn)生收縮現(xiàn)象;

  4)高硅質(zhì)粘土磚的主要原料有瘠化粘土(鍛燒過的硬質(zhì)粘土、高嶺土或葉蠟石)和天然石英砂。根據(jù)原料類別,高硅質(zhì)磚可分為石英一高嶺石質(zhì)高硅磚和石英一粘土質(zhì)高硅磚兩種。前者SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)75%~80%,耐火度大于1 710℃,顯氣孔率一般均大于25 %;后者是用含有石英巖的粘土或在燒結(jié)的粘土中加入石英砂配制。制品的耐火度較低.一般在1 610℃~1 700℃之間。

  3 粘土質(zhì)耐火材科的原科

  粘土質(zhì)耐火材料的原料為耐火粘土。耐火粘土的礦物組成主要是高嶺石,井伴有少量的石英、硫鐵礦、金紅石、蠟石及有機(jī)物等雜質(zhì)。耐火愁土的性能主要取決于高嶺石,但雜質(zhì)的危害極大。其中危害最大的是Fe2O3和TiO2,它們使磚坯在燒成時(shí)產(chǎn)生鼓泡、熔洞及黑斑等缺陷,會(huì)降低燒成率和制品耐火性能。因此,上述雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)嚴(yán)格控制在:Ca0+ Mg0小于0.6%~1.5%, Na2O+K2O小于1.5%。雜質(zhì)總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須小于6%。

  高嶺石:

  高嶺石的組成為3Al2O3 .2SiO2.2H20,其理論成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Al2O3 39.48%,SiO246.60%, H2013.92%。經(jīng)鍛燒后成分為Al2O3 45.87%, Si02 54.12%,硬度較低,一般為1~3,真密度為2.6g/cm3~2.68g/cm3。實(shí)際上,由于含有少量的雜質(zhì)。

  高嶺石在燃燒時(shí)發(fā)生脫水分解、化合、結(jié)晶、晶體長(zhǎng)大等一系列物理化學(xué)變化,并伴有較大的體積變化,一般不能直接用來制造磚坯。必須在高沮窯內(nèi)加熱膠燒成熟料方可使用。

  高嶺石在加熱緞燒過程中的物理化學(xué)變化過程如下:

  1)脫水分解。在450℃~550℃下高嶺石發(fā)生分解,排除結(jié)構(gòu)水,成偏高嶺石。此過程為吸熱反應(yīng)反應(yīng);

  2)偏高嶺石分解和莫來石化。當(dāng)加熱溫度繼續(xù)升高時(shí),偏高嶺石分解為無定形Al2O3 ~SiO2,加熱至900℃~1200℃時(shí)便形成莫來石和方石英。

  4 粘土耐火制品的生產(chǎn)

  4.1 生產(chǎn)流程

  粘土耐火制品生產(chǎn)流程的選擇。主要取決于原料的性質(zhì)或成品的質(zhì)量要求。其工藝流程大致有3種:

  流程(Ⅰ)是制造一般粘土制品,如粘土磚、澆鑄用磚等采取的工藝流程,而流程(Ⅱ)、(Ⅲ)是制造優(yōu)質(zhì)粘土制品的工藝。這兩種工藝的不同在于后者是將部分軟質(zhì)粘土以泥漿形式加入泥料中。多熟料粘土質(zhì)制品采用這一工藝流程生產(chǎn),可以顯著地改善泥料的成型性能及制品的物理和高溫性質(zhì)。

  4.2 原料準(zhǔn)備

  主要是粘土熟料的制備和結(jié)合粘土的制備。其中,熟料的制備是將耐火粘土原料經(jīng)高溫緞燒制成各級(jí)顆粒料和細(xì)粉,結(jié)合粘土的制備是將粘土粗碎、干操、細(xì)磨成粉及調(diào)漿。

  4.3 配料、混練與成型

  以短燒的耐火粘土熟料為瘠料,配以一定比例的結(jié)合粘土,制成混合料?;旌狭现惺炝纤急壤?,稱為多熟料制品。此種制品體積穩(wěn)定性高,其他性質(zhì)也較好,但需要強(qiáng)力成型。多熟料磚是目前生產(chǎn)與應(yīng)用最廣泛的粘土制品。

  4.4 干燥   粘土磚磚坯含水量依成型方法而不同,半干壓成型坯含水量低,水分蒸發(fā)時(shí)幾乎不發(fā)生收縮,可快速干操,或直接裝車入窯。含水較多的磚坯??深A(yù)先采用適當(dāng)?shù)淖匀伙L(fēng)干或熱氣加熱干燥。然后送入隧道窯。干燥過程控制的關(guān)健因素為干燥速度,應(yīng)以保證磚坯不變形、不開裂和具有一定強(qiáng)度為原則??刂谱罱K進(jìn)入燒成窯內(nèi)的磚坯含水量在2% 以下。

  4.5 燒成

  燒成的目的是使磚坯燒結(jié),使其具有一定強(qiáng)度的外形尺寸、致密性與氣孔率,力學(xué)強(qiáng)度要高,體積穩(wěn)定性較好,耐火性能好。

  5粘土質(zhì)耐火材料的性質(zhì)

  粘土質(zhì)耐火制品的性質(zhì)在較大范圍內(nèi)波動(dòng)。各等級(jí)耐火粘土的理化指標(biāo):

  1)耐火度

  粘土質(zhì)耐火制品的耐火度較低,為1 580℃~1 770℃,主要與制品的化學(xué)組成有關(guān)。一般情況下,耐火度隨Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提高,隨雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。尤其是Fe203和堿金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而顯著降低。

  2)高溫耐壓強(qiáng)度

  粘土磚高溫耐壓強(qiáng)度隨Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大。同時(shí)受低熔點(diǎn)物質(zhì)高溫下出現(xiàn)液相溫度、液相的數(shù)量及其粘度影響。一般在800℃以上可出現(xiàn)塑性變形。塑性變形的出現(xiàn)可以消除制品內(nèi)應(yīng)力的影響,使強(qiáng)度提高。

  3)荷重軟化溫度

  粘土質(zhì)耐火制品的荷重軟化溫度主要取決于制品中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和雜質(zhì)的種類及數(shù)量。與其他制品相比,雖然在粘土質(zhì)耐火制品中有熔點(diǎn)很高的莫來石晶相,但在較低的溫度下(1 250℃~1 400℃)就開始軟化。

  4)高溫體積穩(wěn)定性。

  粘土質(zhì)耐火制品長(zhǎng)期在高溫條件下使用,會(huì)產(chǎn)生殘余收縮。這是由于在生產(chǎn)過程中加入一定數(shù)量的結(jié)合劑(如結(jié)合粘土),在燒成時(shí)礦化作用不徹底造成的。

  5)抗熱震性

  粘土質(zhì)耐火制品的抗熱震性好,普通粘土磚在1 000℃下水冷循環(huán)達(dá)10次以上,多熟料粘土磚可達(dá)50~100次或更高。

  6)抗渣性

  粘土質(zhì)耐火制品屬酸性耐火材料,抵抗弱酸性爐渣侵蝕的能力強(qiáng),對(duì)酸性和堿性爐渣的抵抗能力較差。提高制品的致密度,降低氣孔率,能提高制品的抗渣性能。增大Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),抗堿性渣侵蝕能力提高。隨SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,抗酸性渣的能力增強(qiáng)。

  6結(jié)論

  耐火材料工業(yè)的迅速發(fā)展,耐火材料采用優(yōu)質(zhì)原料、高溫?zé)?,因此質(zhì)量也隨之提高、品種增加,高級(jí)耐火材料使用極為普遍,生產(chǎn)技術(shù)和自動(dòng)化水平均得到提高。耐火材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展是以提高質(zhì)量、增加品種和降低消耗為中心進(jìn)行的。

  參考文獻(xiàn)

  [1]張光輝.淺談我國(guó)耐火材料工業(yè)的發(fā)展[J].中國(guó)建材,2007(2).

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  [3]李楠.耐火材料與鋼鐵的反應(yīng)及對(duì)鋼質(zhì)量的影響.北京:冶金工業(yè)出版社,2005.

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納米制造技術(shù)論文

現(xiàn)定義為凡物理化學(xué)性質(zhì)允許其在高溫環(huán)境下使用的材料稱為耐火材料。下面小編給大家分享一些耐火材料新技術(shù)論文,大家快來跟小編一起欣賞吧。 耐火材料新技術(shù)論文篇一 粘土質(zhì)耐火材料 摘要 粘土質(zhì)耐火材料是指Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~46%
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