不定形耐火材料生产和应用技术

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1、不不定形耐火材料具有生产工艺简单、施工效率高、适用范围广泛、系统 节约能源、材料性能优良、能够任意造型、可机械化施工作业、施工体综合性 能良好、使用效果好、消耗低等许多优点，因而其发展速度非常快，新品种不 断出现，产量逐年增加。例如，工业先进国家不定形耐火材料的比例已经接近、 甚至超过了定型耐火材料。 在不定形耐火材料的发展过程中，以性能优良而且易于自动化操作的浇注 料和喷补料的发展最快。 不定形耐火材料的主要技术路线是精料精配，超微粉和添加剂的有效利用。 其发展方向则是不断地向高纯度、低水化或无水化、多功能、高密度和高强度 的方向发展。随之则推进了不定形耐火材料的质量不断提高，品种不断更新，

2、 应用范围不断扩大。 不定形耐火材料的材质和品种的发展，与定型耐火材料相似，也是按中性、 酸件氧化物 (硅质、半硅质、硅酸铝质和锆英石质)碱性氧化物 (镁质、镁钙质、 镁铝质和镁铬质 )氧化物与非氧化物 (碳、碳化物、氮化物和耐火钢纤维等)复 合材料的路线发展的。与此相对应，不定形耐火材料的应用领域也是由低、中 温气氛炉向高温熔炼炉扩展；导致工业窑炉，特别是在冶金工业熔炼炉中的日 常消耗性耐火材料中的大部分定形耐火材料被不定形耐火材料所取代。 然而，不定形耐火材料中的碱性不定形耐火材料，除了碱性耐火喷补料和 电炉熔池用碱性耐火混合科的开发时间较早、发展较快之外，其他的碱性小定 形耐火材料起步时

3、间却较晚，发展的历史较短，即处在研制和开发阶段之中。定形耐火材料生产和应用技术不定形耐火材料生产和应用技术，是保证不定形耐火材料良好性能的基础， 也是获得不定形耐火材料较长寿命的前提。 不定形耐火材料的生产， 与烧成耐火砖相比， 是比较简单的， 也是人们的共 识。目前，不定形耐火材料的复合结合剂和外加剂普遍采用，新品种不断涌现， 已进入了高科技时代。因此，工艺参数较多，配、混料要求较严，其生产也是较 复杂的。例如，结合剂、外加物和外加剂等，一般应采用双螺旋锥形搅拌机等高 效设备，进行混匀。否则，微量的材料是难以混均匀的，必将影响新品种材料的 性能。 不定形耐火材料的应用技术， 包括其设计、施工

4、、烘炉和使用等方面的技术， 也包括施工机具的研制开发、 使用中出现问题的研究解决及其衬体损毁机理的探 讨等。因此，应用技术是一门综合的科学，受到普遍的重视。 不定形耐火材料新品种新技术的出现，促进了其施工机具的研制开发， 也推 动了其推广应用。 超微粉和外加剂技术的应用， 开发了双螺旋锥形搅拌机； 钢包 耐火捣打料和耐火浇注料的应用，开发了自动捣打机、 胎模振动机和机械拆包机 等；耐火喷涂料和喷补料的应用，开发了多种形式的喷涂机等。衬体损毁机理的 研究，与窑炉种类、使用条件和材料品种等诸多因素有关，也是十分复杂的问题。 当探明了衬体损毁机理时， 就可开发相适应的新品种材料， 以便提高其使用寿命

5、。 另外，在不定形耐火材料应用中， 由于窑炉和热工设备的种类不同， 其具体设计、构造处理、 材料品种选择和施工等方面，也有较大的技术差异， 应根据基本的技 术原则，分别进行解决。1 生产1.1 耐火浇注料的生产不定形耐火材料的生产， 分为散状料生产和定型制品生产两大类。因品种不 同，其生产方法也有区别。耐火原料的制备，都是相同的。 耐火浇注料的生产， 主要介绍较先进的生产线工艺和设备。耐火捣打料、 耐 火喷涂料、 耐火修补料和耐火涂料等材料，其生产与耐火浇注料的基本相同。耐 火浇注料的生产工艺流程，见图161。有些原料无需破粉碎，可直接使用。例 如，氧化铝空心球、陶粒、膨胀珍珠岩和工业氧化铝等

6、。根据生产规模和原料品 种及其特性等因素，选择主要设备： 破碎颚式破碎机有三类，其规格以进料口尺寸表示，主要有 250mm 400mm和 600mm 400mm 等，生产能力 520th。用于大块料的粗碎。 粉碎指耐火原料粗碎后的中碎和细碎，也是制备颗粒料的。 其设备为锥 式破碎机、辊式破碎机 (简称对辊机 )和干碾机等； 筛分将粉碎物料按颗粒尺寸大小分成不同粒径的颗粒料。其设备有固定 斜筛和电磁振动筛等。前者筛分效率70左右，后者一般为90以上； 细磨指耐火粉料的制作。其设备有球磨机、管磨机(亦称筒磨机 )和振动 磨机等； 预混合 指外加物、外加剂、结合剂和细粉等全部粉料或某几种粉科的预 先

7、混合，故称之为预混合粉。其设备为双螺旋锥形搅拌机等。 配料秤一般用电子式的， 称量准确； 搅拌机则用强制式搅拌机， 拌和料可箔 进分装机中再分装 (该机上配有电子秤 )，也可从搅拌机出口处直接分装成袋； 另外，还有垂直提升机、皮带输送机和配料车等设备。 耐火挠注料的生产， 其耐火骨科和粉料、 软质鼓土等原料的制备， 与烧成耐 火砖的基本相同，不同之处是耐火骨科临界粒径大、分级多，因此需用筛分、提 升等设备多，贮料仓也多。同时，需配制预混合粉，这是特殊的工序。在高档耐火挠注料的生产中，必须用预混合粉。否则，微量的外加剂、超微 粉和纤维等外加物，难以混匀，造成其性能不稳定，影响施工和使用。 各种原

8、材料制备完成后， 分别装进料仓中待用， 其料仓分为固定式和移动式 两种。固定式料仓是架空的，各种原料通过提升机(或电梯 )提升到料仓顶部皮带 机上，再分送到各个料仓中。 料仓底下有电子秤和配料车，按照耐火浇注料的生 产配合比，进行配料。然后，将配好的料投入强制式搅拌机中混合，混合时间约 为 5min。混好的耐火浇注料拌和料，从搅拌机出料口放进分装设备中，该设备 底部有电子秤， 过秤后装袋或装箱， 最后用封口机封袋口或用胶带纸封箱口。再 将成品运至仓库，按牌号和品级分别码放。该生产线系立体作业，厂房高大，设 备较多，自动化程度较高，料的质量较稳定；移动式料仓置于车间地坪上，料用 提升机和皮带机输

9、送到料仓顶部，并分装到料仓中， 也可用吊车装料。 料仓底部 安装有台秤或电子秤配料，配好的料，用皮带机或手推车装人搅拌机的料斗中， 然后进行混料， 余下工序同前。 该生产线水平作业 占地多，设备少，操作灵活， 也能保证料的质量。 耐火浇注料的成品，重质料每袋质量一般为30 一 50kg，轻质料每袋则为2030kg，其误差0.2kg。 在耐火浇注料的生产中， 采用水泥或液体结合剂时， 可分装或直接发运到用 户，但必须注明其保质期和用量；黏土结合和低水泥系列等耐火浇注料，其水泥 也是分装的。若水泥过期，便于更换。 如在 3 个月保存期内使用，也应混装。 在耐火浇注料的配料之前， 应对耐火原料、 水

10、泥结合剂和外加物等材料，进 行化学分析和物理性能检验； 破粉碎后的耐火骨料和细磨后的耐火粉料，应进行 化学分析、筛分和细度的检验。 耐火浇注料的生产配合比， 每当其原料和生产工艺等因素有变动时，必须经 过试验达到技术要求后， 方可生产； 新品种耐火浇注料的生产， 其配合比也应当 复验；在耐火浇注料生产时，应检验其颗粒级配，如不符合技术要求时，应及时 调整；每批耐火浇注料的成品应按技术要求，进行性能测定，并出据质保单和 施工技术要求，一并发至用户。1.2 耐火可塑料的生产耐火可塑料的生产，与耐火挠注料的生产不同之处是，混练、挤泥、切坯、 包装和贮存等。因此，必须增加挤泥机和切坯机等设备。 混练也

11、是采用强制式搅拌机，因为是湿混，故称做混练。混练时，为了使耐 火粉料能均匀地包裹住耐火骨料颗粒，其加料顺序为： 先加颗粒料， 加部分结合 剂湿混，当颗粒料表面全部润湿后，再加耐火粉料、软质黏土和外加剂，并添加 余下的结合剂，湿混10 一 15min。 混练好的拌和料，可以直接挤泥、切坯和包装，一般是连续进行的。挤泥机 是生产耐火可塑料的专用设备， 有时也采用压砖机压坯。 拌和料经过挤压揉搓作 用，增强了黏性、塑性和均一性，可提高其施工性能。如用真空除气措施，可排 除料坯中的气体，能提高其质量。从挤泥机挤出的长条料，经过切坯后每46 块用塑料布严密包装起来， 并装进纸箱中用塑胶布带封严， 置于阴

12、凉的仓库中贮 存。 在混练和挤泥工序之间，最好增加一道困泥工序，即将拌和料堆放在一起， 用塑料布盖严，因料24h，使料塑化并排除部分气体， 有利于可塑料性能的提高。 耐火可塑料的保存期： 热硬性耐火可塑料的保存 期为 6 个月，气埂性的保存期为36 个月。在保存期内，耐火可塑料应具有较 好的黏塑性，以便于捣打施工。 1.3 预制块的生产 预制块的生产，与耐火浇注料的生产基本类似，不同点是混练、成型和养 护等。 模型分为木模、 钢模和钢木复合模。 当一个型号需生产较多预制块时，应用 后两种模型，反之则用木模型。模型的要求是，尺寸准确、符合设计要求，模扳 应有足够的强度和刚度，使用中不变形，安装与

13、拆卸方便。 耐火挠注料的混练， 即在其工艺流程中， 各种原料称量配料后， 倒进强制式 搅拌机进行混后， 然后加水或液体结合剂， 进行湿混，混练 35min。即可出料。 预制块的成型，一般是在振台上进行的。表16l 为振动台的规格和主要技 术性能。在一般情况下，耐火浇注料的颗粒料大，所需振幅也大，但不易过大， 否则易使骨料偏析。如振幅小，应延长振动时间。振幅是用偏心块调节的，应根 据骨料的临界粒径变化，经常进行调整。预制块成型时，首先将模型放在振动台上， 检查尺寸，将固定连接件紧牢固， 内表面涂油或贴纸；其次将拌和料装进模型内，应及时振动，直至表面返浆、排 完气即可；最后，找乎、抹面、作标记，吊

14、到养护场地。另外，成型时也可用插 入式振动器，乎板振动器，振动一 AD 压等方法，其制品性能也能满足技术要求。 表 162 为不定形耐火材料的养护制度。水泥类浇注料成型后， 当初凝时， 方可 浇水或水中养护。蒸汽养护的升温速度为10 一 15/h，降温速度 40/h。其升 温一保温一降温的时间，一般为4104h。1.4 不烧砖的生产其原料制备、配料等工序与耐火浇注料的基本相同。 混合设备有双轴搅拌机、 混砂机和湿碾机。成型用压砖机。有的不烧砖，需进行浸渍、磨平和低温处理等 工序，所用相应的设备，主要有浸渍装备、铣磨砖机和低温处理窑等。这些是与 耐火挠注料生产工艺流程不同的。 普通不烧砖的生产，

15、 首先将配好的料， 按照颗粒料一液体结合剂或水一耐火 粉料、软质新土和粉状结合剂等顺序，加进湿碾机中湿混。 混练时间因其品种而 异，一般为 1020min。 混练好的拌和料，其质量用泥料的颗粒组成和水分来控制。质量好的泥料， 水分均匀的分布在赖粒表面并渗进孔隙中，细粉均匀的包裹在颗粒周围， 且形成 一层薄膜，泥料密实。因此，每班生产时，必须抽检24 次，以控制生产料的质量；称量合格的泥料，放进砖模内进行压砖，出模后进行尺寸检验，其操作与 生产烧成耐火砖的相同；检验合格的砖坯，进行养护或运去烘干。 生产不烧滑板砖时， 需进行浸渍处理和磨乎。 一般来说， 是用焦油沥青进行 浸渍处理。然后，采用铣磨

16、砖机，对沿板砖进行磨平，其平滑度为2550um。 另外，有的砖，采用磷酸进行浸渍，以提高其质量。 水泥窑用磷酸盐和水玻璃不烧砖等，为了提高砖的强度和减少烘窑时间，将 干燥后的砖坯，放进隧道窑或倒焰窑中进行低温处理， 其处理温度为 600800。 含碳不烧砖的生产， 与普通不烧砖的不同处是， 需制预混合粉、 高压成型和 低温处理。 含碳不烧砖掺加的外加物和外加剂较多，为了混匀， 必须先制预混合 粉。在该粉中，主要有耐火粉料、 SiC、沥青、Al 粉、Si 粉、固化剂和超微粉等。 首先按砖的配合比要求，称量有关的料，装进管磨机中，进行混磨，混均匀并达 到细度要求时，即可出料。其次将混合好的料，按混练需用量，用编织袋分装待 用，或装进料仓中，与颗粒料共同配用。 混练也是用湿碾机，因炭素材料较轻、易飞扬。因此，湿碾机应选用高帮、 密封的。同时，炭素材料难以润湿，树脂类结合剂或水玻璃溶液等，用量少。所 以，物料的混练顺序必须是：先将颗粒料装进湿碾机中，然后加结合剂，混练 24min，确定颗粒料表面全部被结合剂包裹后，方可加