De meeste grondstoffen voor vuurvaste materialen bestaan uit niet-plastische bismutmaterialen, die moeilijk zelfstandig tot halffabricaten te verwerken zijn. Daarom is het noodzakelijk om een extern organisch bindmiddel, een anorganisch bindmiddel of een gemengd bindmiddel te gebruiken. De verschillende speciale vuurvaste grondstoffen worden nauwkeurig en zorgvuldig gemengd om een modderig materiaal te verkrijgen met een uniforme deeltjesverdeling, een gelijkmatige waterverdeling, een zekere plasticiteit en een goede vormbaarheid, evenals halffabricaten. Het is daarom essentieel om een productieproces te hanteren met een hoge efficiëntie, een goede mengwerking en een geschikte mengverhouding.
(1) Deeltjesmatching
De klomp (modder) kan worden omgezet in een product met de hoogste volumieke dichtheid door een geschikte deeltjessamenstelling te kiezen. Theoretisch werden bollen van gelijke grootte met verschillende afmetingen en van verschillende materialen getest, en de volumieke dichtheid was vrijwel gelijk. In alle gevallen bedroeg de porositeit 38% ± 1%. Daarom zijn de volumieke dichtheid en porositeit van een bol van gelijke grootte onafhankelijk van de grootte van de bol en de materiaaleigenschappen, en vormen ze altijd een hexagonale structuur met een coördinatiegetal van 8.
De theoretische stapelingsmethode van een enkel deeltje van dezelfde grootte omvat een kubus, een enkele schuine kolom, een samengestelde schuine kolom, een piramidevorm en een tetraëder. De verschillende stapelingsmethoden van een bol van dezelfde grootte worden weergegeven in figuur 24. Het verband tussen de afzettingsmethode van afzonderlijke deeltjes en de porositeit wordt weergegeven in tabel 2-26.
Om de bulkdichtheid van het materiaal te verhogen en de porositeit te verlagen, wordt gebruik gemaakt van een bol met ongelijke deeltjesgrootte. Dit houdt in dat een bepaald aantal kleine bollen aan de grote bol wordt toegevoegd om de samenstelling van de bol te vergroten. De relatie tussen het volume dat de bol inneemt en de porositeit wordt weergegeven in tabel 2-27.
De klinkerbestanddelen bestaan uit grove deeltjes van 4,5 mm, middelgrote deeltjes van 0,7 mm en fijne deeltjes van 0,09 mm. De verandering in de porositeit van de klinker is weergegeven in figuur 2-5.
Uit figuur 2-5 blijkt dat de grove deeltjes 55% tot 65% uitmaken, de middelgrote deeltjes 10% tot 30% en het fijne poeder 15% tot 30%. De schijnbare porositeit kan worden teruggebracht tot 15,5%. Uiteraard kunnen de ingrediënten van speciale vuurvaste materialen worden aangepast aan de fysische eigenschappen en de deeltjesvorm van de materialen.
(2) Bindmiddel voor speciale vuurvaste producten
Afhankelijk van het type speciaal vuurvast materiaal en de vormmethode kunnen de volgende bindmiddelen worden gebruikt:
(1) Voegmethode, Arabische gom, polyvinylbutyral, hydrazine, methylcellulose, natriumacrylaat, natriumalginaat en dergelijke.
(2) De persmethode, inclusief de smeermiddelen, glycolen,
Polyvinylalcohol, methylcellulose, zetmeel, dextrine, maltose en glycerine.
(3) Methode van hete wasinjectie, de bindmiddelen zijn: paraffine, bijenwas, smeermiddelen: oliezuur, glycerine, stearinezuur en dergelijke.
(4) Gietmethode, bindmiddel: methylcellulose, ethylcellulose, celluloseacetaat, polyvinylbutyral, polyvinylalcohol, acryl; weekmaker: polyethyleenglycol, dioctaanfosforzuur, dibutylperoxide, enz.; dispergeermiddel: glycerine, oliezuur; oplosmiddel: ethanol, aceton, tolueen en dergelijke.
(5) Injectiemethode, thermoplastische hars polyethyleen, polystyreen, polypropyleen, acetylcellulose, propyleenhars, enz., kan ook hittehardende fenolhars zijn; smeermiddel: stearinezuur.
(6) Isostatische persmethode, polyvinylalcohol, methylcellulose, waarbij gebruik wordt gemaakt van sulfietpulpafvalvloeistof, fosfaat en andere anorganische zouten bij het vormen van pellets.
(7) Persmethode, methylcellulose, dextrine, polyvinylalcohol, sulfietpulpafvalvloeistof, siroop of diverse anorganische zouten; sulfietpulpafvalvloeistof, methylcellulose, arabische gom, dextrine of anorganische en anorganische zuurzouten, zoals fosforzuur of fosfaten.
(3) Toevoegingen voor speciale vuurvaste producten
Om bepaalde eigenschappen van speciale vuurvaste producten te verbeteren, de kristallisatieconversie van het product te beheersen, de baktemperatuur te verlagen en een kleine hoeveelheid hulpstoffen aan het mengsel toe te voegen, kunnen deze hulpstoffen voornamelijk bestaan uit metaaloxiden, niet-metaaloxiden, zeldzame aardmetaaloxiden, fluoriden, boriden en fosfaten. Zo kan bijvoorbeeld de toevoeging van 1% tot 3% boorzuur (H₂BO₃) aan γ-Al₂O₃ de conversie bevorderen. De toevoeging van 1% tot 2% TiO₂ aan Al₂O₃ kan de baktemperatuur aanzienlijk verlagen (tot ongeveer 1600 °C). De toevoeging van TiO₂, Al₂O₃, ZiO₂ en V₂O₅ aan MgO bevordert de groei van de cristobalietkorrels en verlaagt de baktemperatuur van het product. Door toevoeging van CaO, MgO, Y2O3 en andere additieven aan de ZrO2-grondstof kan een kubische zirkonia-vaste oplossing ontstaan die stabiel is van kamertemperatuur tot 2000 °C na behandeling bij hoge temperatuur.
(4) Werkwijze en apparatuur voor het mengen
Droogmengmethode
De schuine, krachtige tegenstroommixer van Shandong Konyle heeft een volume van 0,05 tot 30 m³ en is geschikt voor het mengen van diverse poeders, korrels, vlokken en materialen met een lage viscositeit. De mixer is uitgerust met een vloeistofdoseer- en sproeisysteem.
2. Natte mengmethode
Bij de conventionele natte mengmethode worden de ingrediënten van verschillende grondstoffen in een planetaire menger met een beschermende voering geplaatst voor fijn malen. Nadat de slurry is gemaakt, worden een weekmaker en andere hulpstoffen toegevoegd om de dichtheid van de modder aan te passen. Het mengsel wordt vervolgens grondig gemengd in een verticale planetaire moddermenger en gegranuleerd en gedroogd in een sproeigranulator.
Planetaire mixer
3. Methode voor het samenstellen van kunststoffen
Om een zeer veelzijdige mengmethode te ontwikkelen voor een speciaal vuurvast product dat geschikt is voor plastische vorming of slibvorming, wordt een methode toegepast waarbij diverse grondstoffen, hulpstoffen, weekmakers, smeermiddelen en water grondig worden gemengd in een planetaire menger. Vervolgens wordt het mengsel verder gemengd in een zeer efficiënte intensieve menger om luchtbellen te verwijderen. Om de plasticiteit van het mengsel te verbeteren, wordt het gemengd met restmateriaal en ondergaat het een tweede menging in een kleimachine vóór het vormen. Koneile produceert zeer efficiënte en krachtige mengers zoals hieronder weergegeven:
Efficiënte en krachtige mixer
Tegenstroommixer
4. Halfdroge mengmethode
Geschikt voor mengmethoden met een lager vochtgehalte. Het gebruik van een semi-droge mengmethode is vereist voor speciale vuurvaste producten die machinaal worden gevormd uit korrelige ingrediënten (grove, middelgrote en fijne ingrediënten in drie fasen). De ingrediënten worden verwerkt in een zandmenger, een natte molen, een planetaire menger of een geforceerde menger.
De mengprocedure bestaat uit het eerst droog mengen van de verschillende korrelgroottes, het toevoegen van de waterige oplossing met het bindmiddel (anorganisch of organisch), en vervolgens het toevoegen van het gemengde fijne poeder (inclusief verbrandingsmiddel, expansiemiddel en andere additieven). Dit alles wordt grondig gemengd. De algemene mengtijd bedraagt 20 tot 30 minuten. Het mengsel moet een goede korrelgrootteverdeling hebben en het water gelijkmatig verdeeld zijn. Indien nodig moet het mengsel tijdens het vormen goed worden ingesloten.
Het vochtgehalte van de geperste modder wordt geregeld tussen 2,5% en 4%; het vochtgehalte van de in modder gevormde mallen wordt geregeld tussen 4,5% en 6,5%; en het vochtgehalte van de trilmallen wordt geregeld tussen 6% en 8%.
(1) Technische prestaties van de CMP-serie energiezuinige planetaire mengers geproduceerd door Kone.
(2) Technische prestaties van de natte zandmixer
5. Moddermengmethode
De moddermengmethode wordt gebruikt voor de productie van speciale vuurvaste keramische producten, met name modderslurry voor gipsinjectievormen, gietvormen en spuitgieten. De werkwijze is als volgt: diverse grondstoffen, versterkingsmiddelen, suspensiemiddelen, hulpstoffen en 30% tot 40% schoon water worden gemengd in een kogelmolen (mengmolen) met een slijtvaste bekleding. Na een bepaalde tijd wordt dit mengsel gemalen tot een modderslurry voor het gieten. Tijdens het bereidingsproces is het noodzakelijk om de dichtheid en pH van de modder te controleren, afhankelijk van de materiaaleigenschappen en de eisen van het gietproces zelf.
Krachtige tegenstroommixer
De belangrijkste apparatuur die bij de moddermengmethode wordt gebruikt, bestaat uit een kogelmolen, een luchtcompressor, een installatie voor het verwijderen van nat ijzer, een modderpomp, een vacuümontluchter en dergelijke.
6. Mengmethode met verwarming
Paraffine en bindmiddelen op harsbasis zijn vaste stoffen (of stroperig) bij normale temperatuur en kunnen niet bij kamertemperatuur worden gemengd; ze moeten worden verwarmd en gemengd.
Paraffine wordt als bindmiddel gebruikt bij het warmgieten. Omdat het smeltpunt van paraffine tussen de 60 en 80 °C ligt, wordt de paraffine tijdens het mengen tot boven de 100 °C verhit, waardoor een goede vloeibaarheid ontstaat. Vervolgens wordt het fijne poedervormige grondmateriaal aan de vloeibare paraffine toegevoegd en na grondig mengen wordt het materiaal bereid. De waskoek wordt gevormd door middel van warmgieten.
De belangrijkste mengapparatuur voor het verwarmen van het mengsel is een verwarmde roerder.
Geplaatst op: 20 oktober 2018
