Большая часть сырья для производства огнеупорных материалов относится к непластичным висмутовым материалам, и его сложно переработать в полуфабрикаты самостоятельно. Поэтому необходимо использовать внешнее органическое, неорганическое или смешанное связующее. Различные специальные огнеупорные материалы подвергаются строгому и точному дозированию для получения шлама с равномерным распределением частиц, равномерной водопоглощаемостью, определенной пластичностью и лёгкостью формовки полуфабрикатов. Необходимо использовать высокоэффективный производственный процесс с хорошим перемешиванием и подходящим перемешиванием.
(1) Сопоставление частиц
Заготовку (шлам) можно превратить в изделие с максимальной насыпной плотностью, подобрав оптимальный состав частиц. Теоретически, была испытана сфера одного размера с разным диаметром и из разных материалов, и насыпная плотность оказалась практически одинаковой. В любом случае, пористость составила 38% ± 1%. Таким образом, для шара одного размера насыпная плотность и пористость не зависят от его размера и свойств материала и всегда укладываются в шестиугольную форму с координационным числом 8.
Теоретический метод укладки одиночных частиц одинакового размера включает куб, одинарную наклонную колонну, составную наклонную колонну, пирамидальную форму и тетраэдр. Различные методы укладки сфер одинакового размера показаны на рис. 24. Соотношение между методом укладки одиночных частиц и пористостью показано в таблице 2-26.
Для увеличения насыпной плотности материала и уменьшения пористости используют сферу неравного размера частиц, то есть к большой сфере добавляют определенное количество мелких сфер для увеличения состава сферы, а зависимость между объемом, занимаемым сферой, и пористостью показана в таблице 2-27.
В составе клинкера крупные частицы составляют 4,5 мм, средние частицы — 0,7 мм, мелкие частицы — 0,09 мм. Изменение пористости клинкера показано на рисунке 2-5.
На рисунке 2-5 видно, что доля крупных частиц составляет 55–65%, доля средних частиц – 10–30%, а доля мелкодисперсного порошка – 15–30%. Кажущаяся пористость может быть снижена до 15,5%. Конечно, состав специальных огнеупорных материалов может быть подобран в соответствии с физическими свойствами и формой частиц материалов.
(2) Связующее вещество для специальных огнеупорных изделий
В зависимости от типа специального огнеупорного материала и способа формования в качестве связующих могут использоваться:
(1) Метод затирки, гуммиарабик, поливинилбутираль, гидразинметилцеллюлоза, акрилат натрия, альгинат натрия и т.п.
(2) Метод сжатия, включая смазочные вещества, гликоли,
Поливиниловый спирт, метилцеллюлоза, крахмал, декстрин, мальтоза и глицерин.
(3) Метод инжекции горячего воска, связующие вещества: парафин, пчелиный воск, смазочные вещества: олеиновая кислота, глицерин, стеариновая кислота и т.п.
(4) Метод литья, связующее вещество: метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, ацетат целлюлозы, поливинилбутираль, поливиниловый спирт, акрил; пластификатор: полиэтиленгликоль, диоктанфосфорная кислота, дибутилпероксид и т. д.; диспергирующий агент: глицерин, олеиновая кислота; растворитель: этанол, ацетон, толуол и т. д.
(5) Метод впрыскивания, термопластичная смола полиэтилен, полистирол, полипропилен, ацетилцеллюлоза, пропиленовая смола и т. д., также может нагреваться твердая фенольная смола; смазка: стеариновая кислота.
(6) Метод изостатического прессования, поливиниловый спирт, метилцеллюлоза, использование жидких отходов сульфитной целлюлозы, 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 соли неорганических кислот, такие как фосфорная кислота или фосфаты.
(3) Добавки для специальных огнеупорных изделий
Для улучшения некоторых свойств специальных огнеупорных изделий, контролируя кристаллическую конверсию изделия, снижают температуру обжига изделия и добавляют небольшое количество примесей в шихту. Эти примеси в основном представляют собой оксиды металлов, оксиды неметаллов, оксиды редкоземельных металлов, фториды, бориды и фосфаты. Например, добавление 1% ~ 3% борной кислоты (H2BO3) к γ-Al2O3 может ускорить конверсию. Добавление 1% до 2% TiO2 к Al2O3 может значительно снизить температуру обжига (около 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 добавок к сырью ZrO2 позволяет получить твердый раствор кубического диоксида циркония, который стабилен при температуре от комнатной до 2000 °C после высокотемпературной обработки.
(4) Метод и оборудование для смешивания
Метод сухого смешивания
Наклонный мощный противоточный смеситель производства компании Shandong Konyle имеет объем 0,05 ~ 30 м3, подходит для смешивания различных порошков, гранул, хлопьев и маловязких материалов и оснащен устройством добавления и распыления жидкости.
2. Метод мокрого смешивания
При традиционном методе мокрого смешивания ингредиенты различных сырьевых материалов помещаются в планетарный смеситель, оснащенный защитной футеровкой для тонкого помола. После приготовления пульпы добавляют пластификатор и другие добавки для регулирования плотности шлама, после чего смесь тщательно перемешивается в планетарном смесителе с вертикальным валом, после чего гранулируется и высушивается в распылительной грануляционной сушилке.
Планетарный миксер
3. Метод пластикации
Для создания универсального метода компаундирования для специальной огнеупорной заготовки, подходящей для пластического формования или формования шлама, различные сырьевые материалы, добавки, пластификаторы, смазочные вещества и вода тщательно перемешиваются в планетарном смесителе, а затем перемешиваются в высокоэффективном интенсивном смесителе для удаления пузырьков в глине. Для повышения пластичности глину смешивают с залежавшимся материалом, после чего глину подвергают вторичному перемешиванию на глинопрессе перед формованием. Компания Koneile производит высокоэффективные и мощные смесители, представленные ниже:
Эффективный и мощный миксер
Противоточный смеситель
4. Метод полусухого смешивания
Подходит для методов смешивания с низкой влажностью. Применение метода полусухого смешивания необходимо для специальных огнеупорных изделий, формуемых на станке из зернистых ингредиентов (крупного, среднего и мелкого помола, трёхстадийного). Смешивание ингредиентов осуществляется в смесителе для песка, мельнице для мокрого помола, планетарном смесителе или смесителе принудительного действия.
Процедура смешивания заключается в следующем: сначала смешивают в сухом виде гранулы различных фракций, добавляют водный раствор связующего (неорганического или органического) и добавляют смешанный мелкодисперсный порошок (включая добавку, способствующую горению, расширяющую добавку и другие добавки). Смесь тщательно перемешивают. Время смешивания составляет 20–30 минут. Смесь должна предотвращать сегрегацию частиц, а вода должна быть равномерно распределена. При необходимости, материал, содержащийся в смеси, должен быть надежно захвачен во время формования.
Содержание влаги в глине, формованной прессованием, контролируется в пределах от 2,5% до 4%; содержание влаги в формованном в форме глины продукте контролируется в пределах от 4,5% до 6,5%; а содержание влаги в формованном вибрацией продукте контролируется в пределах от 6% до 8%.
(1) Технические характеристики энергоэффективных планетарных миксеров серии CMP производства Kone.
(2) Технические характеристики смесителя для мокрого песка
5. Метод смешивания бурового раствора
Метод смешивания шлама предназначен для производства специальных огнеупорных керамических изделий, в частности, шламового шлама для литья гипса под давлением, литья под давлением и литья под давлением. Суть метода заключается в смешивании различных сырьевых материалов, армирующих добавок, суспендирующих агентов, добавок и 30–40 % чистой воды в шаровой мельнице (смесительной мельнице) с износостойкой футеровкой, после чего смесь перемешивается и измельчается в течение определенного времени, образуя шламовый шлам для формования. В процессе приготовления шлама необходимо контролировать плотность и pH шлама в соответствии с характеристиками материала и требованиями к литью.
Мощный противоточный миксер
Основным оборудованием, используемым при методе смешивания шлама, является шаровая мельница, воздушный компрессор, установка мокрого обезжелезивания, шламовый насос, вакуумный деаэратор и т.п.
6. Метод нагревательного смешивания
Связующие вещества на основе парафина и смол являются твердыми (или вязкими) при нормальной температуре, их нельзя смешивать при комнатной температуре, их необходимо нагревать и перемешивать.
Парафин используется в качестве связующего при литье под давлением в горячем состоянии. Поскольку температура плавления парафина составляет 60–80 °C, при смешивании он нагревается до температуры выше 100 °C и обладает хорошей текучестью. Затем к жидкому парафину добавляется мелкодисперсный порошок исходного сырья, и после тщательного перемешивания получается готовый материал. Восковой брикеты формируются методом горячего литья под давлением.
Основным перемешивающим оборудованием для нагрева смеси является нагреваемая мешалка.
Время публикации: 20 октября 2018 г.
