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    泡沫法生產輕質剛玉磚
    鎬鉿耐火 2018-01-15

      用泡沫法制造輕質剛玉磚是將發泡劑和穩定劑及水按一定比例配合,先制成泡沫液,然后與氧化鋁泥漿混合,澆注成型、養護、干燥、烘烤和燒成等工序,制成高氣孔率的輕質剛與制品。

         用泡沫法制造氧化鋁磚的工藝流程: 


             制品中的氣孔是由特別加入泥料中的泡沫形成的。泡沫對制品的性質有決定性的影響,干的坯體中就不存在泡沫了。要制成穩定的泡沫,必須在水中加入某些物質,使氣體、液體界面上形成一層吸附層,從而使水的表面能降低,泡沫穩定。純的液體不會形成穩定的泡沫,要使泡沫具有穩定性,泡沫薄膜表層要有結聚粘度,引用穩定劑使形成的吸附結聚粘度,引用穩定劑使形成的吸附結聚層粘度增大。摻入水中促進泡沫形成的物質稱為泡沫形成劑。在輕質耐火材料生產中通常采用松香皂或天然的“皂根”。氣體是分散相,液體是使氣泡互相分離的分散介質,泡沫的存在是分相氣泡表面降低到最低限度。氣泡表面活性越強,吸附固體細粒的性能越強,所生成的吸附層也越牢固,吸附層的穩定性受到泡沫劑濃度的影響。此外,氣體與液體所產生的膠體溶液的PH值越接近7越好。

         松香皂是用純松香、苛性鈉和水制備的,三者比例依次為43%、7%、50%,將松香置于金屬容器中熔化,加熱時不斷攪拌,并用10%的苛性鈉溶液處理,至松香完全皂化失去粘性并具有一定稠度為止。待冷卻到室溫以后,用飽和食鹽溶液用傾瀉法洗滌3-4遍,再用純凈水洗滌一次之后,松香皂即可備用。制造泡沫液時,用明膠做泡沫穩定劑。用40%松香皂,10%碳酸鈣,50%明膠和足夠的水,加熱混合成均勻地乳濁液(即泡沫形成劑),然后將乳濁液的水溶液于圓筒形打泡器中制成泡沫。

         在氧化鋁粉料中加入適量的粘土、明礬和水等配置成泥漿,然后將制成的泡沫加入泥漿中攪拌均勻,混合物的總含水量約80%。接著將拌有大量泡沫的泥漿在模型中澆灌成型。氧化鋁分散組分完全覆蓋在空氣泡表面,氣泡的穩定性很快提高,細粉的懸浮液具有阻止氣泡消失的粘度,泥料中保持有泡沫。

         泡沫剛玉磚的原料用工業氧化鋁,經煅燒、粉碎、凈化、制成粒徑小于30μm的細粉。顆粒不能太粗,否則會嚴重破壞泡沫,以及容易使泥漿分層。材料的真密度愈大,顆粒要愈細,分散度要愈大。氧化鋁懸浮液的最佳PH值是2.5-5.

         增加泡沫含量能使坯體的密度降低,如果加入泡沫的泥料結構不均勻,雖然增加泡沫的含量,但效果不一定好。

         液相(水)的作用十分重要,液相不足時,泡沫泥料的密度大。這是由于懸浮液粘度過大,造成泥料不舒展及氣泡破壞。泥料中保持穩定的泡沫是懸浮液最佳水分的結果,如果水分過大,坯體收縮增大,氣泡容易結合在一起。氧化鋁泡沫泥料的泡沫含量、密度和懸浮液水分之間的關系。  



              現在用泡沫法生產輕質耐火制品,基本上還是采用澆灌成型,成型后的坯體連同模具一起在60-70℃的烘房里干燥4天左右脫模,然后再進行適當干燥,最后經1300-1550℃燒成,總燒成時間50-60h。燒成后的制品通常沒有準確的外形和尺寸,因此出窯后的制品要進行機械或手工切割,可以制成密度0.8-1.3g/cm3、耐壓強度4MPa、氣孔率70%-80%、導熱率0.17W/(m.K),使用溫度1500-1700℃的輕質剛玉隔熱磚。

         在工業上已經完全掌握了泡沫法生產輕質剛玉耐火材料的工藝技術,可按用戶使用條件生產出各種類型的輕質剛玉耐火材料。有的文獻介紹:可以采用

         不燒或預燒的工業氧化鋁,添加磨細的TiO2%。用膠狀松香、皂角苷、水解樹脂等制造泡沫。所謂膠狀松香,是用松香皂(松香酸的堿鹽)和水膠(1%-2%)制取的。將泡沫泥料澆到模型里,其坯體經過烘干,添加TiO2的坯體在1550℃燒成。不加TiO2的坯體在1740℃燒成。

         可以利用各種牌號的工業氧化鋁,經過1550-1600℃預燒,γ-Al2O3,完全轉變為α-Al2O3,然后經振動磨機磨細,要求達到小于3μm70%-80%,添加TiO21%或者不加。清除懸浮液的鐵雜質,一般用鹽酸(密度1.19g/cm3)處理,然后用水沖洗。利用PH值3.15±0.15,密度1.90±0.1g/cm3的氧化鋁泥漿制備泡沫泥料。同樣還可以利用密度1.8g/cm3、水分41.5%和密度2.0g/cm3、水分33.0%的泥料。泡沫泥料水分過高時,泥料過分稀薄,而水分過低時,泥料過度稠密。

         泡沫泥料可以分注到用不銹鋼薄板制造的模型里,坯體在模型里經過30-40℃干燥兩晝夜,然后卸下模型,將半成品加肋,還要干燥2晝夜。在間歇窯里經過48h燒成,最終溫度1600℃,保溫6h。冷卻過程中要注意,800℃以上冷卻速度不超過100℃/h,其余為40-50℃/h。并且要對制品的形狀和尺寸進行機械加工。

         我國在泡沫劑配置方面積累了一些經驗,各地配置方法種類較多,其中有幾種泡沫劑。   



              為了提高泥漿起跑后的穩定性,在打漿時可加入料粉量0.3%的骨膠,骨膠必須在溶解后加入,否則將仍有團塊物殘留在泥漿中。一般采用軟木或鋁制作模型。模內工作面要求光滑不開裂,并刷上機油。

         成型時按澆注場所分為火炕澆注和隧道干燥澆注兩種。有的工廠采用頻率為2500次/min,震動30-60s澆注,獲得較好的效果。

         干燥后磚坯的殘余水分在3%以下時可裝窯燒成。泡沫磚坯在裝窯時應搭架或放在致密制品磚坯的上部,要按密度大的磚坯裝在下部。對于直接接觸火焰的部分磚坯應設置覆蓋保護物。燒成后的制品都要經過切割、磨削加工。

         用泡沫法生產剛玉磚,燒成時產生體積收縮,由于燒結而使薄膜內的氣孔消除,但對較大的空氣孔洞沒有影響。

         泡沫法能生產出高質量的輕質剛玉磚,可是工藝程序比較多,而且比較復雜。

        山東鋯鉿耐火材料科技有限公司是中國鎢鉬制品行業耐火材料專業供應商,同時是國內唯一一家通過核工業部指定認可的耐火材料供應商。目前在越南、印度、伊朗均設有分公司(Gaoha international refractory technology co., LTD)鋯鉿國際耐火材料科技有限公司。公司面向市場需求和顧客的期望,致力于自行及合作開發各類高技術特種耐火材料制品以及不定形耐火材料,并努力拓展其應用領域。公司依托堅強的技術后盾,研究開發了多種結構異形的耐火材料制品。

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