Hầu hết các nguyên liệu thô của vật liệu chịu lửa thuộc nhóm vật liệu bismuth không dẻo, và rất khó để tự gia công chúng thành sản phẩm bán thành phẩm. Do đó, cần phải sử dụng chất kết dính hữu cơ, chất kết dính vô cơ hoặc chất kết dính hỗn hợp từ bên ngoài. Các nguyên liệu thô chịu lửa đặc biệt khác nhau phải trải qua quá trình phối trộn nghiêm ngặt và chính xác để tạo ra hỗn hợp bùn có phân bố hạt đồng đều, phân bố nước đồng đều, độ dẻo nhất định và dễ tạo hình, cũng như sản phẩm bán thành phẩm. Cần phải áp dụng quy trình sản xuất có hiệu quả cao, hiệu quả trộn tốt và tỷ lệ trộn phù hợp.
(1) Sự khớp hạt
Khối đất sét (bùn) có thể được chế tạo thành sản phẩm có mật độ khối lượng riêng cao nhất bằng cách lựa chọn thành phần hạt hợp lý. Về mặt lý thuyết, người ta đã thử nghiệm các quả cầu có kích thước khác nhau và làm từ các vật liệu khác nhau, và mật độ khối lượng riêng hầu như giống nhau. Trong mọi trường hợp, độ xốp là 38% ± 1%. Do đó, đối với một quả cầu có kích thước đồng nhất, mật độ khối lượng riêng và độ xốp của nó không phụ thuộc vào kích thước của quả cầu và các đặc tính vật liệu, và luôn được sắp xếp theo hình lục giác với số phối trí là 8.
Phương pháp xếp chồng lý thuyết của một hạt đơn có cùng kích thước bao gồm hình lập phương, cột xiên đơn, cột xiên phức hợp, hình chóp và hình tứ diện. Các phương pháp xếp chồng khác nhau của các quả cầu có cùng kích thước được thể hiện trong Hình 24. Mối quan hệ giữa phương pháp lắng đọng của các hạt đơn và độ xốp được thể hiện trong Bảng 2-26.
Để tăng mật độ khối của vật liệu và giảm độ xốp, người ta sử dụng các quả cầu có kích thước hạt không đồng đều, tức là thêm một số lượng nhất định các quả cầu nhỏ vào quả cầu lớn để tăng thành phần của quả cầu, và mối quan hệ giữa thể tích mà quả cầu chiếm và độ xốp được thể hiện trong bảng 2-27.
Với các thành phần clinker, hạt thô có kích thước 4,5 mm, hạt trung bình là 0,7 mm, hạt mịn là 0,09 mm, và sự thay đổi độ xốp của clinker được thể hiện trong Hình 2-5.
Từ Hình 2-5, các hạt thô chiếm 55% ~ 65%, các hạt trung bình chiếm 10% ~ 30%, và bột mịn chiếm 15% ~ 30%. Độ xốp biểu kiến có thể giảm xuống 15,5%. Tất nhiên, thành phần của vật liệu chịu lửa đặc biệt có thể được điều chỉnh phù hợp theo tính chất vật lý và hình dạng hạt của vật liệu.
(2) Chất kết dính cho các sản phẩm chịu lửa đặc biệt
Tùy thuộc vào loại vật liệu chịu nhiệt đặc biệt và phương pháp đúc, các chất kết dính có thể được sử dụng là:
(1) Phương pháp trám vữa, gôm arabic, polyvinyl butyral, hydrat metyl cellulose, natri acrylat, natri alginat và những thứ tương tự.
(2) Phương pháp ép, bao gồm chất bôi trơn, glycol,
Polyvinyl alcohol, metyl cellulose, tinh bột, dextrin, maltose và glycerin.
(3) Phương pháp bơm sáp nóng, chất kết dính là: sáp parafin, sáp ong, chất bôi trơn: axit oleic, glycerin, axit stearic và các chất tương tự.
(4) Phương pháp đúc, chất kết dính: metyl cellulose, etyl cellulose, cellulose axetat, polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic; chất hóa dẻo: polyetylen glycol, dioctan, axit photphoric, dibutyl peroxit, v.v.; chất phân tán: glycerin, axit oleic; dung môi: etanol, axeton, toluen, v.v.
(5) Phương pháp ép phun, nhựa nhiệt dẻo polyetylen, polystyren, polypropylen, acetyl cellulose, nhựa propylene, v.v., cũng có thể làm nóng nhựa phenolic cứng; chất bôi trơn: axit stearic.
(6) Phương pháp ép đẳng tĩnh, polyvinyl alcohol, metyl cellulose, sử dụng chất lỏng thải bột giấy sunfit, phosphat và các muối vô cơ khác khi tạo thành viên.
(7) Phương pháp ép, metyl cellulose, dextrin, polyvinyl alcohol, chất lỏng thải bột giấy sunfit, siro hoặc các loại muối vô cơ khác nhau; chất lỏng thải bột giấy sunfit, metyl cellulose, gôm arabic, dextrin hoặc muối axit vô cơ và vô cơ, chẳng hạn như axit photphoric hoặc phosphat.
(3) Phụ gia cho các sản phẩm chịu nhiệt đặc biệt
Để cải thiện một số tính chất của các sản phẩm chịu lửa đặc biệt, cần kiểm soát sự chuyển đổi dạng tinh thể của sản phẩm, giảm nhiệt độ nung và thêm một lượng nhỏ phụ gia vào nguyên liệu. Các phụ gia này chủ yếu là oxit kim loại, oxit phi kim loại, oxit kim loại đất hiếm, florua, borua và phosphat. Ví dụ, thêm 1% ~ 3% axit boric (H2BO3) vào γ-Al2O3 có thể thúc đẩy quá trình chuyển đổi. Thêm 1% đến 2% TiO2 vào Al2O3 có thể làm giảm đáng kể nhiệt độ nung (khoảng 1600 °C). Thêm TiO2, Al2O3, ZiO2 và V2O5 vào MgO thúc đẩy sự phát triển của các hạt cristobalite và làm giảm nhiệt độ nung của sản phẩm. Thêm CaO, MgO, Y2O3 và các chất phụ gia khác vào nguyên liệu thô ZrO2 có thể tạo thành dung dịch rắn zirconia lập phương ổn định từ nhiệt độ phòng đến 2000 °C sau khi xử lý ở nhiệt độ cao.
(4) Phương pháp và thiết bị trộn
Phương pháp trộn khô
Máy trộn ngược chiều mạnh nghiêng do Shandong Konyle sản xuất có thể tích từ 0,05 đến 30 m³, thích hợp để trộn các loại bột, hạt, mảnh và vật liệu có độ nhớt thấp, được trang bị thiết bị thêm và phun chất lỏng.
2. Phương pháp trộn ướt
Trong phương pháp trộn ướt truyền thống, các nguyên liệu thô khác nhau được cho vào máy trộn hành tinh có trang bị lớp lót bảo vệ để nghiền mịn. Sau khi tạo thành hỗn hợp dạng bùn, chất hóa dẻo và các phụ gia khác được thêm vào để điều chỉnh mật độ bùn, và hỗn hợp được trộn kỹ trong máy trộn bùn hành tinh trục đứng, sau đó được tạo hạt và sấy khô trong máy sấy phun tạo hạt.
Máy trộn hành tinh
3. Phương pháp phối trộn nhựa
Để tạo ra phương pháp phối trộn đa năng cho phôi sản phẩm chịu lửa đặc biệt phù hợp cho quá trình tạo hình dẻo hoặc tạo hình bùn, phương pháp này sử dụng các nguyên liệu thô, phụ gia, chất hóa dẻo, chất bôi trơn và nước được trộn kỹ trên máy trộn hành tinh, sau đó được trộn tiếp trên máy trộn cường độ cao để loại bỏ bọt khí trong bùn. Để cải thiện độ dẻo của bùn, bùn được trộn với vật liệu cũ và được trộn lần thứ hai trên máy trộn đất sét trước khi tạo hình. Koneile sản xuất các máy trộn hiệu suất cao và mạnh mẽ như hình dưới đây:
Máy trộn hiệu quả và mạnh mẽ
Máy trộn ngược dòng
4. Phương pháp trộn bán khô
Thích hợp cho các phương pháp trộn có độ ẩm thấp. Phương pháp trộn bán khô là cần thiết cho các sản phẩm chịu lửa đặc biệt được tạo hình bằng máy từ các nguyên liệu dạng hạt (nguyên liệu thô, trung bình và mịn ba giai đoạn). Các nguyên liệu được trộn trong máy trộn cát, máy nghiền ướt, máy trộn hành tinh hoặc máy trộn cưỡng bức.
Quy trình trộn như sau: đầu tiên, trộn khô các loại hạt có kích thước khác nhau, sau đó thêm dung dịch nước chứa chất kết dính (vô cơ hoặc hữu cơ), rồi thêm hỗn hợp bột mịn (bao gồm chất hỗ trợ cháy, chất giãn nở và các chất phụ gia khác) và trộn đều. Thời gian trộn thông thường là 20 ~ 30 phút. Hỗn hợp bùn cần đảm bảo sự phân tách kích thước hạt và nước được phân bố đều. Nếu cần, cần phải giữ chặt vật liệu bùn trong quá trình tạo hình.
Độ ẩm của bùn ép định hình được kiểm soát ở mức 2,5% đến 4%; độ ẩm của sản phẩm tạo hình bằng bùn được kiểm soát ở mức 4,5% đến 6,5%; và độ ẩm của sản phẩm tạo hình bằng rung được kiểm soát ở mức 6% đến 8%.
(1) Hiệu suất kỹ thuật của dòng máy trộn hành tinh tiết kiệm năng lượng CMP do Kone sản xuất.
(2) Hiệu suất kỹ thuật của máy trộn cát ướt
5. Phương pháp trộn bùn
Phương pháp trộn bùn được sử dụng để sản xuất các sản phẩm gốm chịu lửa đặc biệt, đặc biệt là bùn lỏng dùng cho ép phun thạch cao, đúc khuôn và ép phun. Phương pháp thực hiện là trộn các nguyên liệu thô, chất gia cường, chất tạo huyền phù, phụ gia và 30% đến 40% nước sạch vào máy nghiền bi (máy nghiền trộn) có lớp lót chống mài mòn, sau đó trộn và nghiền trong một khoảng thời gian nhất định để tạo thành bùn lỏng dùng cho việc đúc khuôn. Trong quá trình sản xuất bùn, cần kiểm soát mật độ và độ pH của bùn theo đặc tính vật liệu và yêu cầu của chính sản phẩm đúc bùn.
Máy trộn mạnh mẽ ngược dòng
Các thiết bị chính được sử dụng trong phương pháp trộn bùn bao gồm máy nghiền bi, máy nén khí, thiết bị loại bỏ sắt ướt, máy bơm bùn, thiết bị khử khí chân không, và các thiết bị tương tự.
6. Phương pháp trộn gia nhiệt
Paraffin và các chất kết dính gốc nhựa là các chất rắn (hoặc nhớt) ở nhiệt độ bình thường, không thể trộn lẫn ở nhiệt độ phòng mà phải được đun nóng và trộn đều.
Paraffin được sử dụng làm chất kết dính khi sử dụng quy trình đúc khuôn nóng. Vì điểm nóng chảy của sáp paraffin là 60~80 °C, nên sáp paraffin được đun nóng đến trên 100 °C trong quá trình trộn và có độ lưu động tốt. Sau đó, nguyên liệu dạng bột mịn được thêm vào paraffin lỏng, và sau khi trộn đều, vật liệu được chuẩn bị. Bánh sáp được tạo hình bằng phương pháp đúc khuôn nóng.
Thiết bị trộn chính để gia nhiệt hỗn hợp là máy khuấy gia nhiệt.
Thời gian đăng bài: 20 tháng 10 năm 2018
