耐火材料基本知识

  耐火材料基本知识
    1．什么是耐火材料
    耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料。
它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各
种产品。具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，是各种
高温设备必需的材料。
    2．耐火材料是怎样分类的
    耐火材料的分类方法有很多。但主要的有按化学成分划分：可
以分为酸性、碱性和中性；按耐火度划分：可以分为普通耐火材
料(1580—1770~C)、高级耐火材料(1770—2000℃)、特级耐火
材料(2000~C以上)和超级耐火材料(大于3000~C)四大类；按
加工制造工艺划分：可分为烧成制品、熔铸制品、不烧制品；按
用途划分：可分为高炉用、平炉用、转炉用、连铸用、玻璃窑用、
水泥窑用耐火材料等；按外观划分：可分为耐火制品、耐火泥、不
定形耐火材料；按形状和尺寸划分可分为：标型、普型、异型、特
型和超特型制品；按成型工艺划分：可分为天然岩石切锯、泥浆
浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型等制品；按
化学一矿物组成划分：可分为硅酸铝质(粘土砖、高铝砖、半硅
砖)、硅质(硅砖、熔融石英烧制品)、镁质(镁砖、镁铝砖、镁
铬砖)；碳质(碳砖、石墨砖)、白云石质、锆英石质、特殊耐火
材料制品(高纯氧化物制品、难熔化合物制品和高温复合材料)。

    5．经常使用的耐火材料有哪些
    耐火材料一般使用在冶金、玻璃、水泥、陶瓷、机械热加工、
石油化工、动力和国防等工业部门。
    经常使用的普通耐火材料有硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝砖、
镁砖等。    ·
    经常使用的特殊耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬
砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖，氮化物、硅化物、硫化物、
硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化钙、氧化铬、氧化铝、
氧化镁、氧化铍等耐火材料。
    经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板
等。
    经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇
注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂
料、轻质耐火浇注料、炮泥等。
    6．制造普通耐火材料的工艺是什么
    制造普通耐火材料的生产工艺一般包括原料的煅烧、原料的
拣选、破粉碎，配料、混合、困料、成型、干燥、烧成等工序。但
目前的耐火材料厂往往是购进煅烧好的熟料，所以原料的煅烧已
不再是普通耐火材料生产厂考虑的问题。
    7．耐火材料应该具备什么条件
    耐火材料应具有高的耐火度、良好的荷重软化温度、高温体
积稳定性、热震稳定性及良好的抗渣性。此外，还要求耐火材料
具有一定的耐磨性。对于耐火制品，除上述要求外，还要求其外形规整，尺寸准确。对某些特殊领域使用的耐火材料，还要求其
具有一些特殊性能，如透气性、导热性、导电性和硬度等。
    但到目前为止，还没有能同时满足上述所有性能要求的耐火
材料，因此在使用耐火材料时，要根据使用条件来选择。
    8．什么叫酸性耐火材料
    酸性耐火材料通常指SiO2含量大于93％的耐火材料，它的
主要特点是在高温下能抵抗酸性渣的侵蚀，但易于与碱性熔渣起
反应。酸性耐火材料主要有石英玻璃制品，熔融石英再结合制品，
硅砖及不定形硅质耐火材料。半硅质耐火材料一般也归于此类。至
于粘土质耐火材料，也有将其划归此类，称之为半酸性或弱酸性
耐火材料的。还有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料作特
殊酸性耐火材料也划归此类的。
    9．什么叫碱性耐火材料
    碱性耐火材料一般指以氧化镁或氧化镁和氧化钙为主要成分
的耐火材料。这类耐火材料的耐火度都较高，抵抗碱性渣的能力
强。碱性耐火材料主要用于碱性炼钢炉及有色金属冶炼炉，水泥
工业也常常使用该类材料。其主要产品有镁质、镁铬质、镁橄榄
石质、镁铝质、白云石质和石灰质等耐火材料。其中镁质、白云
石质和石灰石质属强碱性，铬镁质和镁铬质、镁橄榄石质和尖晶
石质属弱碱性。
    10．什么叫硅酸铝质耐火材料
    硅酸铝质耐火材料是指以SiO2—A12O3为主要成分的耐火材
料，按其Al2O3含量的多少可以分为半硅质(A12O315—30％)，粘
土质(A12O330—48％)，高铝质(A1203大于48％)三类。这三类
材料一般以叶蜡石、硅质粘土、耐火粘土和高铝矾土为主要原料，
其产品品种多，使用范围广，在耐火材料生产中占有较大的比重。
    第三章  原料的加工及防尘
第一节  原料加工的一般概念及加工用设备
  124．什么叫原料加2127原料加工包括哪些工序
  原料加工就是将进到工厂的各种形状和尺寸的原料(包括生
矿石和熟料)加工成所需的粒度，并剔除混入原料中的杂质以供
制备砖坯使用。
  原料加工包括：原料拣选、破碎、粉碎、细磨和筛分。
  125．进厂原料为什么要进行拣选
  对进厂原料进行拣选的目的主要有两个：(1)选出夹杂在原
料中的杂物、欠烧料、未烧尽的燃料以及熔瘤块等；(2)根据原
料的外观特征进行分级堆放，以便于管理和使用。
    126．什么是破粉碎其目的是什么
    用机械方法(或其他方法)对大块原料施以外力，使之碎裂
成小块或细粉的过程叫原料的破粉碎。
    通常采用二级或三级破粉碎。即破碎——物料块度从250—
300mm破碎到40—50mm；
  粉碎——物料块度从40—50mm粉碎至4—5mm；
  细磨——物料粒度从4—5mm细磨至小于0．088mm。
    破粉碎的目的在于将块状原料制备成具有一定颗粒组成的颗
粒料和细粉，以便使不同组成的粉料配制及混合均匀；增加原料
的比表面积，提高其物理化学反应的速度。
    127．影响破粉碎的因素有哪些    ·
    影响破粉碎的因素有两方面：一方面与原料本身的结构特性
——强度、硬度、组织均匀性、解理、可塑性等有关；另一方面
与所用设备的特性、矿石原料的块度和破粉碎产物的粒度要求有密切关系。通常破碎比值(物料粉碎前的平均直径与粉碎后的物
料平均直径之比)越大，机械的生产能力越低。
    128．破粉碎流程有几类各有什么特点
    破粉碎流程通常有两类，即开流式和闭流式。开流式的优点
是流程简单，原料只通过粉碎机一次。缺点是动力消耗大、生产
效率低，且产生细粉过多，不利于提高制品的质量。闭流式虽没
有以上缺点，但流程复杂，需要较多的附属设备。其优点是粉碎
效率较高，易于达到颗料度的要求。通常原料的破碎采用开流式，
而粉碎采用闭流式循环粉碎。
    目前，各地耐火厂普遍采用的是单机闭流式或多机闭流式。前
者适用于产品种类多的中、小型工厂，后者适用于大批量、稳定
的产品生产。
    129．选择破粉碎设备的依据是什么
    原料的破粉碎设备种类很多，选用该设备时一般应依据以下
几点来选择。(1)生产率的大小，；即生产量的要求和设备的生产
能力；(2)机械的能量消耗；(3)被破碎物料的物理性能，即物
料的硬度、强度和块度大小；(4)物料被粉碎后的要求，即颗粒
度及颗粒形状；(5)防尘条件。如颚式破碎机适于破碎硬质原料
(粘土熟料、硅石或镁石等)；而锤式破碎机和笼磨机只适于半硬
质物料(如可塑性差的结合粘土)及软质物料。
    130．破碎设备有几种其工作原理是什么各有什么特点
    按其结构特征或工作原理的不同，破碎设备可分为以下几类：
    (1)颚式破碎机  其工作原理是靠活动颚板对固定颚板作周
期性的往复运动，对物料产生挤压、劈裂、折断作用而破碎的。
    该设备构造较简单，坚固耐用，生产能力大，操作维修方便，
处理的物料块度范围较大；但动力消耗大。是耐火厂常用的粗碎
设备。    ；
    (2)圆锥破碎机  其破碎部件是由两个不同心的圆锥体，即
不动的外圆锥和可动的内圆锥组成，内圆锥以一定的偏心半径绕
外圆锥中心线作偏心运动。物料在两个锥体之间受到挤压和折断作用而被破碎。
    该设备生产率大，电能消耗少，物料粒度较均匀。
    (3)辊式破碎机  物料在两个互相平行的圆柱形且相向转动
的辊子之间受到挤压(光辊)或受挤压和劈碎(齿辊)作用而破
碎。当两个辊子的转数不同时，还有磨碎作用。
    其优点是粉碎产物中细粉含量极少，主要是棱角状的颗粒料，
对于提高制品密度和质量有利。缺点是产量低，粉碎比小，。滚筒
易磨损、噪音大。
    (4)反击式破碎机  由高速回转的打击板和固定不动的反击
板组成。当物料受到打击板打击后，高速飞向反击板，再次受到
撞击，物料在两板之间反复受到冲击作用而破碎。
    其优点是结构简单，破碎比大(一般为30—40，最大可达150
以上)，产品粒度均匀，适应性强，可破碎脆性及中硬以下物料。
缺点是打击板和反击板极易磨损，运转时噪音较大。适用于破碎
中等可碎性物料，如硅石、烧结白云石、粘土熟料、烧结镁砂和
石灰石等。
    13L磨碎设备有哪些各有什么特点
    磨碎设备有球磨机、管磨机、悬辊式粉磨机和振动磨机等。
    (1)球磨机  其磨碎部件由简体内衬板和破碎介质(研磨
体)组成。当简体转动时，筒内的破碎介质在摩擦力和离心力的
作用下随着简体回转，破碎介质在被提升到√定高度后自由地下
落，物料受冲击和研磨作用而被粉碎。
    球磨机的种类很多，按研磨体不同可分为球磨机(以钢球或
钢球与钢段为研磨体)、棒磨机(以钢棒为研磨体)、砾磨机(以
砾石、卵石及瓷球等为研磨体)。按简体形状不同可分为短头形球
磨机(简体长度小于简体直径的2倍)、圆锥形球磨机(简体长度
等于0．25—1．0简体直径)、管磨机(简体长度为3—7倍简体直
径)。按排料方式不同可分为溢流型球磨机、格子型球磨机和周边
卸料球磨机。按工艺和操作又可分为干法粉磨和湿法粉磨；间歇
粉磨和连续粉磨。    球磨机的给料粒度一般不得大于65mm，最适宜的给料粒度
是6mm以下，产品粒度在1．5—0．075mm之间。
    (2)管磨机  由于管磨机的简体较长，被粉磨的物料在简体
内停留的时间较长，因而可获得极细的粉料，产品粒度可达
0．07mm以下。
    (3)悬辊式粉磨机  适宜细磨各种中等硬度、水分在6％以下
的物料。当生产产品的品种较多而数量较少的情况下，宜采用此
设备，因换料时清理工作较简便。可获得产品粒度为o．044mm的
干物料。
    (4)振动式球磨机  振动磨机是一种超细磨球磨机，可用于
干磨、也可用于湿磨，其工作效果都较好。主要用来粉磨纯氧化
物制品所需的超细粉料。它的主要优点是适应性强，可粉磨各种
软的及硬的物料，而且可获得极细产品；研磨体装载量多，通常
占磨筒容积的o一85％；消耗的电能较少；磨机结构简单紧凑，占
地面积小；各零部件较小，便于更换检修。
    (5)气流磨  是一种利用超声速气流使物料发生对撞而达到
粉碎目的的新型设备。用它可以获得足够细度(<5弘m)的微粉。
它由具有高强度耐磨内衬的喷嘴和气室、空压机系统，旋风收集
器、除尘器等组成。该设备造价高，使用条件苛刻，进料粒度要
求严，故只在生产高档耐火材料制品时及在科研部门使用。
    132．影响球磨机产量有哪些因素
    影响球磨机产量的因素很多，主要有以下几方面：1)球磨机
的型式，它的直径和长度、仓数及各仓的长度比值、衬板及隔仓
板形状、简体转速。2)粉磨物料的种类、性质、加料粒度及要求
产品细度。3)研磨体的种类、装载量、尺寸大小的级配等。另外，
还有磨机的操作方法(干法或湿法)，加料的均匀程度，研磨体与
物料重量的比例等。
    133．影响细磨分散度的因素有哪些
    影响细磨分散度的主要因素有：(1)加球量：加球量要合适，
并定期加入钢球和钢棒，装球量通常为筒磨机容积的40—50％，
    多仓磨机一般为磨仓总容积的25—33％。(2)物料的粒度和数量：
加入物料的粒度和数量要合适，加入物料粒度越粗，磨机细磨能
力越小；物料加入量增大，会使粉碎的分散度降低。(3)物料的
水分：物料的水分要严格控制，水分稍有增加，就会明显地影响
细磨效率，因为管磨机在运转过程中，简体内的球(及棒)和料
发热，水分受热变为水蒸气，水气与细粉粘结，粘附在筒内壁及
球的表面，这样显著降低细磨作用。
    134．什么是筛分筛分设备有哪些
    将粉碎物料通过单层或多层筛子按其尺寸大小不同分成若干
粒度级别的过程，称为筛分。
  ·耐火材料厂采用的筛分设备有振动筛、回转筛、固定筛和圆
盘筛等。振动筛构造简单，生产能力大，筛分效率高，且应用广
泛。回转筛常用于烧结白云石砂和冶金石灰的筛分，固定筛用来
分离块料，圆盘筛专供筛分泥料用。
    135．单层筛分和多层筛分各有什么特点
    单层筛分的工艺流程简单，附属设备少，但粉料在贮料仓内
偏析现象严重，致使坯料粒度波动很大。
    双层筛分是将不同粉料粒级分开，分别贮存，按粒级要求组
成进行配合，使坯料的粒度组成稳定，有利于提高和稳定制品的
质量。但多层筛分工艺流程复杂。如果粒级配合要求严格，特别
是采用多粒级配比，中颗粒特别少，则采用多层筛分较为合适。
    136．筛网孔径如何选择
    筛网孔径选择主要根据临界粒度要求而定。一般要比临界粒
度稍大些，同时也要考虑到筛子的倾斜度。生产实践表明，当筛
子的倾斜角度在15。时，网孔直径应比临界粒度约增大lo％左右；
倾斜角为20~时则增大15％左右；倾斜角为25。时，应增大25％左
右。通常振动筛的倾斜度一般为15。一20。，最大不超过25。。固定
斜筛的倾斜度大于物料自然安息角的5。一10~为宜，倾斜角过大，
使筛分率低，电流量增大，会降低粉碎设备的粉碎能力。
        139.颗粒偏析
    颗粒偏析就是粉料中的大小颗粒自然分开堆集的现象。因为
颗粒料不是单一粒级，当物料卸入料仓时，粗细颗粒就开始分层，
料堆的细粉集中在卸料口的中央部位，粗粒则滚到周边。当料从
料仓中卸出时，中间料从卸料口流出，四周料随料层下降，分层
流向中间，然后从卸料口流出，因而造成了偏析现象。
    138．解决颗粒偏析问题有哪些措施
    解决颗粒偏析问题一般采用如下措施：(1)多级筛分，使同
一料仓内的粉碎粒级差值小些；(2)经常保持料仓内粉料在2／3容
积以上；(3)增加注料口，以减少加料时料仓内的分层现象或减
少料仓截面；(4)近年来，国外有采用小容积的壁呈曲线状的料
仓，减少料仓下部各截面的等截面积差，以减少偏析和料仓内的
棚料现象。
第二节  泥料制备
    139．什么是粒度什么是粒级什么是网目
    粒度是指原料颗粒的尺寸，一般以颗粒的最大长度来表示。
    粒级是指物料不同粒度的组成情况，常以若干个级别所占的
百分数来表示。例如某种物料中2—0．5mm的占10％，即这一级
别范围的物料最大粒度为2mm，最小粒度为o．5mm，这一粒级物
料的含量占整个物料的10％。
    网目是表示标准筛的筛孔尺寸，即1in(2．54cm)长度中的筛
孔数目，简称为目。如200目的筛子，就是指在2．54cm长度的筛
网中有200个筛孔，每个筛孔尺寸为0．74mm。
    140．什么叫临界颗粒如何选择
    配料时采用的最大尺寸的颗粒叫临界颗粒。临界颗粒的选择
主要依据工艺装备及制品使用时的性能要求。一般情况下，抗热
震稳定性好的制品，其临界颗粒大些；要求致密、抗渣性好的制
品，则采用小尺寸的临界颗粒比较适宜。
    141．什么是配料配料方法有几种
    配料就是将不同材质和不同粒度的物料按一定比例进行配合
的死角较真cc型的小，适宜贮存较湿易粘的物料。凸、d型为截头棱
锥与截头圆锥形贮料槽，这两种类型的料槽没有死角，下料流畅，
但装料量相应减少。
    144．什么是混练混练设备有哪几种各有什么特点
    将各种不同组分和粒度的物料同适量的结合剂混合并在挤压
作用下达到分布均匀和充分湿润的泥料制备过程叫混练。
    混练设备分连续作业和间歇作业两种。常用的有双轴搅拌机、
混砂机和湿碾机；近年来有逆流式混合机、行星型混合机、双锥
型混合机等。双轴搅拌机为连续操作的混练设备，因为是依靠桨
叶翻动物料，只起搅拌物料作用，故混合均匀性较差，料较松散。
为提高其混练质量，可延长混练时间或安装部分反流倾斜的桨叶；
用两台或三台串联成混练机组。混砂机和湿碾机为间歇操作设备。
湿碾机对物料具有碾压兼混拌作用，可获得均匀、密实和具有一
定可塑性的泥料。
    145．影响物料混合均匀程度的因素有哪些
    影响物料混合均匀程度的因素有以下几方面：
    (1)粉料颗粒形状  粉料颗粒形状不同，混合的时间和效果
都不一样，如近似球形颗粒的内摩擦力小，在混合过程中的相对
运动速度大，故容易混合均匀；而棱角状颗粒料的内摩擦力大，不
易混合均匀，与前者相比，混合时间就相对要长些。
    (2)混合设备的构造特性对物料混合质量的影响  用湿碾机
混合的泥料，均匀致密，塑性较好，而用双轴搅拌机混合的泥料
质量就差些。
    (3)混合时间的长短  一般情况，混合时间长，混合料就越
均匀。混练初期，均匀性增加很快，当混练到一定时间后，再延
长时间对均匀性的影响就不明显了。一般对加入物种类多或分散
性差的泥料，混练时间要长些。例如粘土砖料用湿碾机混练，
时间为4一lOmin；硅砖料15min左右；镁砖料则需20—
25min。
    混练时间也不宜太长，否则会出现以下情况：1)粒度组成被再破碎而改变；2)泥料发热而影响水分含量，或由于泥料太热，
以至成型时会增大加压时的弹性后效而出现层裂。
  (4)加料顺序  加料顺序对物料混合均匀性影响很大，若粗
—细粉同时加入，易出现细粉集中成小泥团及出现“白料”。普遍采
用的加料顺序为：1)粗颗粒料一水和纸浆废液一细粉。2)部分
颗粒料一水和纸浆废液一细粉一剩余颗粒料。
  另外，合理地选择结合剂并适当控制其加入量等，
泥料混练的均匀性。
  146．如何评定泥料的混合质量
也有利于
    评定泥料混合质量是否合格通常要检查泥料的颗粒组成和水
分。质量好的泥料，其细粉均匀包围在颗粒周围，形成一层薄膜，
泥料密实；水分分布均匀，不仅存在于颗粒表面，而且渗入颗粒
料的孔隙中。如果泥料混合不好，用手摸时有松散感，这种泥料
成型性能不好。；
    147．什么是困料困料的作用是什么
    困料就是把初混好的泥料在一定的湿度和温度条件下贮放一
定时间的过程。困料时间的长短视泥料性质而定。
    困料的作用随泥料性质不同而异。如粘土砖泥料是使结合粘
土充分分散和散布均匀些，充分发挥结合粘土的可塑性能和结合
性能，改善成型性能。而镁质砖泥料中CaO含量高时，困料的作
用是使CaO充分消化，以避免在干燥和烧成初期由于CaO的水
化而引起坯体开裂。又如磷酸结合的耐火混凝土泥料，初混合时
进行困料，可使料中的铁质与磷酸充分反应，逸出气体，然后再
进行第二次混练。
    随着生产技术水平的发展和提高，除个别品种外，大部分耐
火制品已省去了困料工序。
    第三节  不同材质原料的加工
148．粘土熟料拣选的方法有几种
根据粘土熟料的质量情况，熟料拣选有两种方法：
        (1)筛选  将熟料用孔径为5—12mm的筛子进行筛选，筛上
  料用于制备熟料颗粒，筛下料用作细磨粉料。
    (2)剔选  从块状熟料中拣选出不合格料块和杂质(如欠烧
  料、熔瘤、铁皮、山皮、矸石、焦粒和石灰石等)。
    149．对粘土熟料的质量有哪些要求熟料在泥料和制品中的
作用是什么
    对粘土熟料的质量要求是：充分烧结、理化性能稳定、气孔
率低、含铁量少。其质量指标用吸水率表示，要求在5％以下。
    熟料在泥料中和制品中起的作用有以下几方面：(1)由于熟
料遇水不分散，使制品内具有粒状结构，从而保证制品具有良好
的耐火性和热稳定性。(2)熟料不发生干燥和烧成收缩，或者只
有很小的烧成收缩。因此，熟料能保证制品的尺寸、形状准确，以
及避免砖坯在干燥和烧成过程中因收缩作用而发生开裂和变形。
(3)硬质粘土熟料具有较泥料中结合粘土更高的Ai20：含量和耐
火性，因此在泥料中增加这类熟料的含量，将有利于提高制品的
一系列性能。
    150．泥料中配人结合粘土(软质粘土)的作用和要求是什么
    结合粘土在泥料中起着粘结非可塑性材料，使成型后的砖坯
具有足够的强度，以及使砖坯在较低温度下烧成为致密砖块的作
甲。因此要求结合粘土应是高耐火性、强可塑性和低烧结性的粘
土。
  结合粘土的质量在很大程度上决定着制品的性质。为此；结
合粘土的A1203含量一般要求煅烧后不低于30％，烧成温度最好
小超过1200—1250~C，结合粘土干粉的颗粒上限一般不超过
o．2一o．5mm，制备粘土泥浆时可用2mm或更大些的粗颗粒。
    151．粘土泥料的配料有何要求
泥料的配料包括粘土熟料、结合粘土和外加物之间的重量配
首和颗粒配合。
  (1)颗粒配比  颗粒配比要按照堆积理论原则，既要考虑到
紧密堆积，又要考虑到易于成型和烧结；既要考虑到制品的性质、第四章  耐火材料成型
    188．什么是成型为什么要进行成型
    借助于外力和模型，将适合于某种成型操作的泥料(或混合
料)加工成具有一定形状、尺寸和强度的坯体或制品的过程即为
成型。然而，最新开发的自流浇注料的施工基本上是不需要外力
的。
    成型首先是为了满足制品的使用要求，耐火材料砌筑时要求
制品具有一定的形状、精确的尺寸和足够的强度。其次，成型也
是提高制品理化性能的有效手段，通过成型可以改善制品的组织
结构。此外，成型也是耐火材料生产后序工艺的需要，如搬运、干
燥、烧成，尤其对烧成时的码砖方式有很大影响。
    本章的“成型”主要针对定形制品，不定形耐火材料施工时
的成型见本书有关章节。
    189．常用的成型方法有哪些如何选择合适的成型方法
    耐火材料的成型方法很多，常用的成型方法有机压成型、振
动成型、挤压成型、捣打成型、等静压成型、熔铸成型、注浆成
型等。
    目前耐火材料生产中使用最多的成型方法为机压成型法，该
法使用压砖机和钢模具将泥料压制成坯体。因一般采用含水量约
为5％的半干泥料，故也称为半干法成型。机压成型具有坯体结构
致密，强度高，干燥和烧成收缩小，尺寸易控制等特点。机压成
型按加压方式又可分为单面加压和双面加压两种，后者可减少坯
体的层密度现象。
    选择何种成型方法主要根据泥料性质、坯体的形状、尺寸及
其他工艺要求。
    当然，成型方法的选择还受到生产厂设备条件的限制，
因而某些制品就不能采用最佳的成型方法。在这种情况下，
企业应在满足制品技术要求的前提下，选择其他较为合适
的成型方法。
    190．机压成型有什么特点机压成型的总压力如何确定
    机压成型的特点与所用的半干泥料的性质密切相关。用于机
压成型的泥料含水量较低，必须借助较高的成型压力使泥料颗粒
重新排列。加压时泥料发生弹性变形和脆性变形，并排出空气，在
机械结合力、静电引力以及摩擦力等的综合作用下，泥料颗粒相
互结合成坯体。对于不同的泥料，因颗粒形状、含水量、细粉及
结合剂等的不同，上述各种作用力的程度也不同。因此，制定成
型制度时应充分考虑到每种泥料的性质。
    从理论上讲，成型的压力主要由以下两部分组成：其一是克
服泥料颗粒间内摩擦力所需的压力／真1；其二是克服泥料与模具间
外摩擦力所需的压力户：。因实际生产中泥料性质的不均匀性等原
因，上述成型压力还必须有一定的安全系数，而将这种力称为过
剩压力户，
    实际上要计算出上述几种压力是比较困难的，只能通过试验
或根据经验，近似地确定出成型所需的总压力，而且在生产中还
应根据具体泥料的性质、设备状况、天气条件等随时调整，以便
成型出高质量的坯体。
    19L弹性后效对坯体质量有何不利影响如何从成型方面防
止这种现象
    成型时，坯体所受的外力被方向相反、大小相等的内部弹性
力所均衡。但当外力取消后，释放出的内部弹性力有使坯体在所
有方向膨胀的倾向。这种内部弹性力引起坯体膨胀的作用称为弹
性后效(也称为弹性滞后或弹性延迟)。    弹性后效常引起坯体密度降低甚至产生层裂，是坯体产生废
品的主要原因之一。成型时，坯体受压方向上的压力数倍于其他
方向，因而弹性后效在受压方向上也较大。弹性后效引起的坯体
不均匀膨胀，加上坯体本身性质的不均匀性，往往造成坯体层裂。
    当然，产生层裂的原因很多，如泥料的性质、成型设备及模
具、操作条件等。从成型角度讲，能使坯体内的气相顺利排出的
各种措施均是有效的。另外，增加加压次数、延长加压时间也是
行之有效的办法之一。通常所说的先轻后重、多次加压的道理也
在于此。
    192．哪些措施可减小坯体的层密度程度
    层密度即成型后坯体的密度沿某一方向递变的现象。由上方
单向加压的坯体的密度一般是上密下疏，水平方向上是中密外疏。
    层密度现象是由泥料颗粒间的摩擦力和泥料与模具内壁间的
摩擦力造成的压力递减引起的。
    除改进泥料性质外，采用双面加压及在模具四壁涂抹润滑油
等能降低外摩擦力的方法均可减少坯体的层密度程度，并降低坯
体的总气孔率。    ·
    从上述造成层密度现象的原因可知，要想绝对克服层密度现
象是不可能的，而只能想方设法减小层密度的程度，使之降到最
低限度。
    193．常用的机压成型设备有哪些如何选择成型设备
    常用的机压成型设备有摩擦压砖机、液压压砖机、杠杆式压
砖机、转盘式压砖机、等静压机等，而使用最广泛的是摩擦压砖
机。对一般生产厂而言，大多采用公称压力在100—1000t之间的各
种摩擦压砖机。
    选择成型设备时要考虑以下因素：制品的质量要求，形状和
尺寸，生产数量等。对于形状简单，尺寸较小，数量多，质量要
求一般的制品，可选用生产效率较高的杠杆式压砖机；对质量要
求较高的制品可采用公称压力不低于300t的摩擦压砖机；高冲程
摩擦压砖机比较适合于尺寸较大，形状较复杂且大批量生产。    
    353．怎样降低粘土砖的废品率      
    粘土砖的废品率高主要是由于外形尺寸不合格所造成的。为
此，调整原料筛孔直径、配料精度、坯体密度、干燥时间、烧成
温度、保温时间等工艺参数，可降低制品的废品率。
    原料筛分最大粒度由2mm调整为1．68mm，颗粒形成紧密堆
积，可降低气孔率。将原配料用皮带秤改为电子计算机控制的配
料车，由于配料准确度提高，在同样的烧成温度下，制品的收缩
率稳定，相应地废品率降低。
    用摩擦压砖机成型时，打击次数由3次提高到4次，坯体密
度由2．30g／cm。提高到2．35g／cm，，可降低收缩率，提高成品率。
    干燥时间、烧成温度对提高成品率影响很大。对于尺寸>
400mm的坯体，干燥时间由2d延长至6d，烧成温度由13202：
iO~C提高到133015℃，保温时间由32h延长至36h。由于制品干
燥充分，烧结良好，制品合格率可提高到80％以上。
    354．怎样制造低气孔率粘土砖
    用特级焦宝石、苏州高岭土和软质粘土为原料，用共磨细粉、
泥浆配料方法可以制造显气孔率为13．6％的低气孔率粘土砖。
    焦宝石熟料经破碎至3．2—1．6mm、1．6—0．5mm和<0，5
mm三种粒级。细粉经球磨机共磨后，粒度<0．088mm的大于
5％。采用多熟料配比，熟料80—85％，复合粘土15—20％。配
料颗粒组成如下：3．2一1．6mm25％，1．6—0．5mm25％，<0．5
mml0％，共磨细粉40％。
    物料用湿碾机进行混练，加料顺序：先加熟料颗粒混l一
2min，再加预先调好的粘土泥浆混练2—3min，然后加入共磨细粉
混3—5rain。总混练时间lOmin，泥料含水率3．9—4．5％，经24h
困料后备用。
    成型是在300t摩擦压砖机上进行。打砖时先轻后重，打击次
数8—12次。砖坯密度应大于2．38g／cm3。坯体经干燥后，水分小
于2％。烧成如果在倒焰窑内进行，最高烧成温度1400℃，保温
50-60h
   
    355．粘土砖烧成后为什么会出现“红心”或“黑心”现象
    粘土砖在烧成过程中，由于窑内氧化气氛不足，砖坯内的有
机物在烧结前未能氧化烧掉，因而使粘土砖内部出现不同程度的
黑色或红色。此外砖坯内含有的Fe30，、TiO：等杂质，在还原气
氛下，从高价氧化物还原成低价氧化物，也会使粘土砖内部出现
黑色或褐绿色。当出现这种情况时，增强窑内的氧化气氛，或在
装窑时增大砖坯表面被氧化的面积，使砖坯直接接触火焰的面积
增大，从而提高氧化效果。
第六节  含碳制品
  391．生产镁碳砖的原料是什么结合剂是什么
  制造镁碳砖的原料是MgO含量为989《的烧结镁砂、MgO含
量为9l％的电熔镁砂和固定碳含量为94—95％、灰分为5％的天
然鳞片状石墨。结合剂为热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂复合
结合剂。热固性酚醛树脂的技术指标为：固定碳80一89％，游离
酚5—6％，游离醛1．2—1．5％，水分不大于10％。添加剂为金属
铝粉、硅粉、SiC及Al+Si粉。
    392．制造镁碳砖的工艺要点是什么
    将烧结镁砂和电熔镁砂块料分别进行破碎、筛分，将部分烧
结镁砂经筒磨机磨成小于o．088mm的细粉作掺合料。石墨的加
入量视砖的牌号不同而异，一般为8—20％。添加剂的加入量为3
—6％。
    将原料按预定的比例配制，并在强力混砂机中进行混练。加
料顺序为：镁砂骨料一结合剂一石墨—>细粉和添加物，混练时间
15—45min。为了使混练均匀，通常将酚醛树脂预热至35—45℃再
进行混练。成型是在800t摩擦压砖机上进行的。按照先轻后重，多
次加压的原则，先轻压4—6次，再重压8次，砖坯体积密度控制
    在2．9g／cm。左右。镁碳砖经150—200℃热处理，时间不少于32h，
即为成品。有特殊要求的制品可经轻烧及沥青浸渍处理。
    393．制造镁碳砖为什么要加人抗氧化剂通常选用的抗氧化
剂有哪些
    镁碳砖在使用过程中，由于碳受到FeO、CO：的作用而被氧
化，从而形成脱碳层。此外，氧化镁与石墨的热膨胀率相差很大，
在加热过程中，结构疏松，强度下降。当加入添加剂后，碳的氧
化速度减慢，而且加入的添加剂生成相应的金属氧化物、碳化物、
氮化物等新物相。这些新物相堵塞了气孔，阻止了氧的渗透，从
而抑制、延缓了碳的氧化，延长了砖的使用寿命。
    常用的抗氧化剂：A1粉、Si粉、Al+Si粉、Mg、Mg-A1合
金、BC、BN、SiC等。当采用比例为1：1的Al粉和Si粉复合加
入剂时，加入量以4—6％为宜。
    394．制造镁碳砖时，成型压力多大为宜  ；
    生产实践表明，成型压力为210MPa时，制品的气孔率最低，
体积密度和耐压强度最高。当成型压力增加到350MPa时，制品
的耐压强度反而降低。因此，成型压力并不是越高越好。当成型
压力超过某一值时，会产生过压现象。过压率与石墨加入量有关，
当石墨加入量由10％增加到15％时，过压率显著增加。过压使制
品内部产生裂纹，从而使制品的耐压强度降低。
    395．混料时怎样加人结合剂
    按照传统的操作程序，混料时结合剂一次加入。这样作制品
气孔率较高，体积密度和耐压强度较低。如果将液态结合剂分两
次加入，制品性能有明显提高。例如，一次加入结合剂耐压强度
为19．4MPa，体积密度2．82g／cm，，气孔率7％，结合剂分两次加
入，制品的耐压强度为23．4MPa，体积密度2．85g／cm，，气孔率
5．0％。
  第九章  不定形耐火材料
    514．什么是不定形耐火材料其特点是什么
    不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同
组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。这类材料无固
定的外形，可制成浆状、泥膏状和松散状，因而也通称为散状耐
火材料。用此种耐火材料可构成无接缝的整体构筑物，故还称为
整体性耐火材料。
    不定形耐火材料的化学和矿物组成主要取决于所用的粒状和
粉状耐火物料。它与结合剂的品种和数量也有密切关系。由不定
形耐火材料构成的构筑物或制品的密度主要与组成材料及其配比
有关。同时，在很大程度上取决于施工的方法和技术。一般而论，
与相同材质的烧结耐火制品相比，多数不定形耐火材料在烧结前
甚至烧结后的气孔率较高；在烧结前构筑物或制品的某些性能可
能因产生某些化学反应而有所变动，有的中温强度可能稍有降低；
由于结合剂和其他非高温稳定的材料的存在，在高温下，其体积
稳定性可能稍低；由于其气孔率较高，可能使其耐侵蚀性较低，但
耐热震性一般较高。
    不定形耐火材料的生产，通常只经过粒状、粉状料的制备和
混合料的混练过程。过程简便，生产周期短，热能消耗较低，使
用时整体性好，适应性强，综合使用效果好。当耐火砖的砌体或
整体构筑物局部损坏时，可用此种材料更换或利用喷射、投射设
备进行冷、热态修补，既迅速又经济。在耐火材料工业方面，已
由过去以烧成制品为主体，发展成现在的烧成制品与不定形耐火
材料并驾齐驱的局面，不定形耐火材料已成为冶金、化工等工业
生产中不可取代的材料。