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刚玉制品的烧成


       烧结刚玉耐火材料一般在倒焰窑、梭式窑和隧道窑中烧成。可采用平装或侧装,砖坯通常码放成“砖列”,应注意“砖列”不宜过厚,“砖列”过厚时,“砖列”中间温度上升慢。应注意“砖列”的平、稳、直。装窑高度为0.6m左右,一般装五层砖。特殊制品和大型、异型砖,要用特别设计的工具砖。用细分散料制造的特致密刚玉制品,应装四层高,并且用几乎靠紧的装窑方法,但要采用两段烧成(1300℃和1750℃),即中间冷却再装的方法。单独装窑。可以采用隧道窑和转底环窑烧成。

       烧成是烧结刚玉耐火材料生产工艺过程中的完成工序。在这个过程中,砖坯进行烧结、刚玉再结晶,使制品结构致密,并使制品具有一定的密度、强度、透气性和热稳定性等基本性质。由于刚玉砖的种类和化学成分(纯刚玉砖、高纯刚玉砖、含TiO2刚玉砖、刚玉莫来石砖、铬刚玉砖等)不同,烧结刚玉耐火材料的烧成温度在1650-1800℃之间,有的要1850℃烧成。提高烧成温度,虽然与刚玉熟料和结合剂的生产方法没有多大关系,但是可以提高制品的密度和强度。

       为了节省能源,提高产品质量,近年来,在纯刚玉制品的配料中普遍加入α-Al2O3超微粉及纳米粉,或者加入活化刚玉晶格的添加物。使刚玉制品既能达到化学成分的高纯度,又能降低制品的烧结温度,最低降到1400℃烧成。有的耐火材料厂采用电熔刚玉和细粉、磷酸二氢铝做结合剂的纯刚玉制品,烧成温度为1480-1540℃,保温24h,其制品的性能指标与1800℃烧成的刚玉制品对比,砌筑窑炉上经1800℃高温使用的效果接近。

 

      烧成温度对刚玉莫来石制品性质的影响。

       如果发现在一定条件下,制品的密度在一个水平上,则由于刚玉的晶体较大,是在较高温度下烧成的,这种制品具有较大的蠕变应力。例如:1750℃烧成,并保温6h的特致密刚玉制品,在1700℃,0.36kPa下,8h之后的蠕变值为1.7%。而1650℃烧成,保温12h的刚玉制品,其蠕变值则为2.4%

       采用1850-1900℃高温煅烧熟料的制品,要求制品烧成温度提高到1850-1850℃,以保证制品有较高的密度。用颗粒料生产的刚玉制品,包括以电熔刚玉为主的制品,砖坯的热稳定性好,可以强化烧成制品。刚玉制品在隧道窑中1700±20℃烧成,预热和冷却都可以快速进行,升温时间50-60h,升温速度30-35/h,冷却时间25-30h,冷却速度55-60/h

       用细粉散料生产的特致密刚玉制品,如果升温速度过快,会碎成小块。这种制品的最危险时间是150℃以前,升温速度不应该超过10-12/h,而冷却速度可以低于140-150/h。这种制品烧成收缩很大,应单列装窑,注意按烧成制度进行烧成。

       刚玉复相制品的烧成温度普遍低于纯刚玉制品的烧成温度,例如钛刚玉制品烧成温度为1650℃左右;锆刚玉制品为1600-1650℃;用全粉料制备的铬刚玉制品烧成温度为1580℃;刚玉尖晶石制品为1550-1600℃,为了制品在使用温度下仍保留一定膨胀性,烧成温度不易过高。刚玉莫来石制品一般烧成温度为1650-1700℃,铬刚玉制品烧成温度稍高些,与纯刚玉制品相近。

       刚玉与非氧化物的复相制品要注意烧成气氛,如刚玉碳化硅制品在还原或弱氧化气氛条件下,在1100-1450℃烧成,一般多在1350-1380℃烧成;铝炭制品(刚玉-C制品)必须在还原焰下烧成,防止制品在烧成过程中氧化。目前主要采用隔焰法在隧道窑、梭式窑和倒焰窑中烧成。常用方法是将干燥后的坯体装入匣钵中,砖坯间充填小于5mm的焦炭粒(或石墨粉),然后入窑烧成,烧成温度不易过高,滑板砖一般为1300-1450℃;长水口、侵入式水口、塞棒则在1350-1430℃下,保温10-15h为宜。

       Si3N4结合刚玉制品本应该像铝炭制品一样埋炭烧成,可是北京科技大学的研究认为可以在一般窑内1550-1600℃烧成。β-Sialon结合刚玉制品要在硅钼棒为发热体的氮化炉内进行。在加热前要抽真空或用氮气赶走炉内空气。通入氮气保持一定压力为0.12-0.14MPa,氮气中的O2H2O要严格控制:O2小于0.0017%H2O小于0.007%。升温制度是室温至1400℃为1-2/min1400℃以上为3/min,一般烧成温度为1500-1600℃,保温8h左右。为了使Si等充分氮化,可在1280℃和1400℃时,保温2h左右。烧成结束后,在氮气保护下,自然冷却至室温。

       如果采用预合成的β-Sialon粉与刚玉配料制砖,可在常压下1600℃烧成。

O-Sialon结合刚玉制品可以在流通氮气中1500-1550℃烧成。

Alon结合刚玉制品在保护气氛下1600-1700℃烧成。

       金沙线路检测中心是一家专注于超高温耐火材料产品研究、开发、生产及销售的高科技技术型企业。主要产品有氧化铝系列,包含高纯刚玉砖、莫来石刚玉砖、刚玉炉管、氧化铝空心球砖、刚玉耐火泥等;氧化锆系列,包含有氧化锆砖、氧化锆空心球砖、氧化锆纤维制品、氧化锆纤维毡、稳定电熔氧化锆砂粉、氧化锆陶瓷造粒粉、氧化锆空心球、工业氧化锆、氧化锆陶瓷珠等。公司生产的产品不仅涉及钢铁、石油、化工机械、耐火材料等传统领域,同时也延伸到高熔点金属熔炼、人工晶体、LED、人造宝石、核能安全等新兴产业。咨询电话:15552676809,欢迎来电咨询!

       

 
 

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