Большая часть сырья для огнеупорных материалов относится к непластичным материалам на основе висмута, и их самостоятельная переработка в полуфабрикаты затруднительна. Поэтому необходимо использовать внешнее органическое или неорганическое связующее, или смешанное связующее. Различные специальные огнеупорные сырьевые материалы подвергаются строгому и точному дозированию для получения глинобитного материала с равномерным распределением частиц, равномерным распределением воды, определенной пластичностью, легкостью формования и полуфабрикатов. Необходимо применять высокоэффективный производственный процесс с хорошим эффектом смешивания и оптимальным перемешиванием.
(1) Сопоставление частиц
Из заготовки (глины) можно получить продукт с самой высокой насыпной плотностью, выбрав разумный состав частиц. Теоретически, были протестированы сферы одного размера, различающиеся по диаметру и изготовленные из разных материалов, и насыпная плотность оказалась практически одинаковой. В любом случае, пористость составила 38% ± 1%. Следовательно, для шара одного размера его насыпная плотность и пористость не зависят от размера шара и свойств материала, и он всегда имеет гексагональную форму с координационным числом 8.
Теоретически, способ укладки отдельных частиц одинакового размера может иметь форму куба, одной наклонной колонны, составной наклонной колонны, пирамиды и тетраэдра. Различные способы укладки сфер одинакового размера показаны на рис. 24. Зависимость между способом нанесения отдельных частиц и пористостью показана в таблице 2-26.
Для увеличения насыпной плотности материала и уменьшения пористости используется сфера неравного размера частиц, то есть к большой сфере добавляется определенное количество мелких сфер для увеличения ее состава, а зависимость между объемом, занимаемым сферой, и пористостью показана в таблице 2-27.
При использовании клинкерных компонентов крупные частицы имеют размер 4,5 мм, промежуточные частицы — 0,7 мм, а мелкие частицы — 0,09 мм. Изменение пористости клинкера показано на рисунке 2-5.
Из рисунков 2-5 видно, что доля крупных частиц составляет 55% ~ 65%, средних частиц — 10% ~ 30%, а мелкого порошка — 15% ~ 30%. Кажущаяся пористость может быть снижена до 15,5%. Конечно, состав специальных огнеупорных материалов может быть соответствующим образом скорректирован в зависимости от физических свойств и формы частиц материала.
(2) Связующее вещество для специальных огнеупорных изделий
В зависимости от типа специального огнеупорного материала и метода формования могут использоваться следующие связующие вещества:
(1) Метод затирки, гуммиарабик, поливинилбутираль, гидразинметилцеллюлоза, акрилат натрия, альгинат натрия и тому подобное.
(2) Метод отжима, включающий смазочные материалы, гликоли,
Поливиниловый спирт, метилцеллюлоза, крахмал, декстрин, мальтоза и глицерин.
(3) Метод инъекции горячего воска, связующие вещества: парафин, пчелиный воск, смазывающие вещества: олеиновая кислота, глицерин, стеариновая кислота и тому подобное.
(4) Способ литья, связующее вещество: метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, ацетат целлюлозы, поливинилбутираль, поливиниловый спирт, акрил; пластификатор: полиэтиленгликоль, диоктан, фосфорная кислота, дибутилпероксид и др.; диспергирующее вещество: глицерин, олеиновая кислота; растворитель: этанол, ацетон, толуол и т.п.
(5) Способ инъекции, термопластичные смолы: полиэтилен, полистирол, полипропилен, ацетилцеллюлоза, пропиленовая смола и т. д., также можно нагревать твердую фенольную смолу; смазка: стеариновая кислота.
(6) Метод изостатического прессования, поливиниловый спирт, метилцеллюлоза, с использованием отработанной жидкости сульфитной пульпы, фосфата и других неорганических солей при формировании гранул.
(7) Метод прессования, метилцеллюлоза, декстрин, поливиниловый спирт, жидкие отходы сульфитной целлюлозы, сироп или различные неорганические соли; жидкие отходы сульфитной целлюлозы, метилцеллюлоза, гуммиарабик, декстрин или неорганические и неорганические кислые соли, такие как фосфорная кислота или фосфаты.
(3) Добавки для специальных огнеупорных изделий
Для улучшения определенных свойств специальных огнеупорных изделий необходимо контролировать степень превращения кристаллов в изделии, снижать температуру обжига и добавлять в материал небольшое количество примесей. В качестве примесей используются в основном оксиды металлов, оксиды неметаллов, оксиды редкоземельных металлов, фториды, бориды и фосфаты. Например, добавление 1–3% борной кислоты (H2BO3) к γ-Al2O3 может способствовать превращению. Добавление 1–2% TiO2 к Al2O3 может значительно снизить температуру обжига (примерно до 1600 °C). Добавление TiO2, Al2O3, ZiO2 и V2O5 к MgO способствует росту зерен кристобалита и снижает температуру обжига изделия. Добавление CaO, MgO, Y2O3 и других присадок к исходному материалу ZrO2 позволяет получить твердый раствор кубического диоксида циркония, который стабилен в диапазоне температур от комнатной до 2000 °C после высокотемпературной обработки.
(4) Способ и оборудование для смешивания
метод сухого смешивания
Наклонный противоточный смеситель мощного действия производства компании Shandong Konyle имеет объем 0,05–30 м³, подходит для смешивания различных порошков, гранул, хлопьев и низковязких материалов и оснащен устройством для добавления и распыления жидкости.
2. Метод влажного смешивания
При традиционном методе мокрого смешивания ингредиенты различных сырьевых материалов помещают в планетарный смеситель, оснащенный защитной футеровкой для тонкого измельчения. После приготовления суспензии добавляют пластификатор и другие добавки для регулирования плотности бурового раствора, затем смесь тщательно перемешивают в вертикальном планетарном смесителе для буровых растворов, после чего гранулируют и сушат в распылительной грануляторной сушилке.
Планетарный миксер
3. Метод компаундирования пластмасс
Для создания высокоэффективного метода компаундирования специальных заготовок из огнеупорного материала, пригодных для пластической формовки или формования из шлама, компания Koneile производит высокоэффективные и мощные смесители, как показано ниже:
Эффективный и мощный миксер
Противоточный смеситель
4. Метод полусухого смешивания
Подходит для методов смешивания с пониженным содержанием влаги. Использование полусухого метода смешивания необходимо для специальных огнеупорных изделий, которые изготавливаются машинным способом из гранулированных ингредиентов (крупные, средние и мелкие трехступенчатые ингредиенты). Ингредиенты вводятся в пескомешалку, мокрую мельницу, планетарный смеситель или смеситель принудительного действия.
Процедура смешивания заключается в следующем: сначала смешивают гранулы различных сортов в сухом виде, добавляют водный раствор, содержащий связующее вещество (неорганическое или органическое), и добавляют мелкодисперсный порошок (включая присадку для сжигания, расширительный агент и другие добавки). Смесь тщательно перемешивают. Обычно время смешивания составляет 20–30 минут. Смесь должна быть устойчива к расслоению частиц по размеру, а вода должна быть равномерно распределена. При необходимости, материал смеси должен быть надежно зафиксирован во время формования.
Влажность формованного прессом изделия контролируется в диапазоне от 2,5% до 4%; влажность формованного изделия, полученного методом литья под давлением, контролируется в диапазоне от 4,5% до 6,5%; а влажность изделия, полученного методом вибрационного формования, контролируется в диапазоне от 6% до 8%.
(1) Технические характеристики энергоэффективных планетарных миксеров серии CMP производства компании Kone.
(2) Технические характеристики смесителя мокрого песка
5. Метод смешивания грязи
Метод смешивания глиняных смесей применяется для производства специальных огнеупорных керамических изделий, в частности, глиняных суспензий для литья гипса под давлением, литья и литья под давлением. Способ заключается в смешивании различных сырьевых материалов, упрочняющих добавок, суспендирующих агентов, примесей и 30-40% чистой воды в шаровой мельнице (смесительной мельнице) с износостойкой футеровкой, после чего смесь перемешивается и измельчается в течение определенного времени, в результате чего получается глиняная суспензия для формования. В процессе приготовления глиняной суспензии необходимо контролировать ее плотность и pH в соответствии с характеристиками материала и требованиями самого процесса литья.
Противоточный мощный смеситель
В качестве основного оборудования, используемого в методе смешивания буровых растворов, применяются шаровая мельница, воздушный компрессор, устройство для удаления железа в мокром виде, грязевой насос, вакуумный деаэратор и тому подобное.
6. Метод смешивания при нагревании
Парафиновые и смоляные связующие вещества представляют собой твердые (или вязкие) вещества при нормальной температуре, их нельзя смешивать при комнатной температуре, поэтому их необходимо нагревать и перемешивать.
Парафин используется в качестве связующего вещества при литье под давлением. Поскольку температура плавления парафина составляет 60–80 °C, его нагревают до температуры выше 100 °C в процессе смешивания, что обеспечивает хорошую текучесть. Затем к жидкому парафину добавляют мелкодисперсный порошкообразный сырьевой материал, и после тщательного перемешивания получают материал. Восковой пласт формируется методом горячего литья под давлением.
Основным перемешивающим устройством для нагрева смеси является нагреваемая мешалка.
Дата публикации: 20 октября 2018 г.
