耐火材料的燒成

更新時(shí)間：2024-06-03 點(diǎn)擊次數：467次

　　燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化

　　耐火材料在燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化，是確定燒成過(guò)程中的熱工制度(燒成制度)的重要依據。

　　燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化主要取決于制品的化學(xué)礦物組成、燒成制度等。不同的制品物理化學(xué)反應不盡相同，耐火制品燒成過(guò)程大致可分為以下幾個(gè)階段:

　　1、坯體排出水分階段溫度范圍為10—200℃，在這一階段中，主要是排出磚坯中殘存的自由水和大氣吸附水。水分的排除，使坯體中留下氣孔，具有透氣性，有利于下一階段反應的進(jìn)行。

　　2、分解、氧化階段(200—1000℃)

　　此階段發(fā)生的物理化學(xué)變化依原料種類(lèi)而異。有排出化學(xué)結合水、碳酸鹽或硫酸鹽分解、有機物的氧化燃燒等。此外還可能有品型轉變發(fā)生或少量低熔液相的開(kāi)始生成。此時(shí)坯體的質(zhì)量減輕，氣孔率進(jìn)一步增大，強度亦有較大變化。

　　3、液相形成和耐火相合成階段(1000℃以上)此時(shí)分解作用將繼續完成，并隨溫度升高其液相生成量增加，波相粘度降低，某些新耐火礦物相開(kāi)始形成，并進(jìn)行溶解重結晶。

　　由于液相的擴散、流動(dòng)、溶解沉析傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行，顆粒在液相表面張作用下，進(jìn)一步靠攏而促使坯體致密化，使其強度增大，體積縮小，氣孔率降低，燒結急劇進(jìn)行。

　　4、燒結階段

　　坯體中各種反應趨于完全、充分、液相數量繼續增加，結晶相進(jìn)一步成長(cháng)

　　達到致密化，即所謂"燒結”。

　　5、冷卻階段

　　從*高燒成溫度至室溫的冷卻過(guò)程中，主要發(fā)生耐火相的析晶、某些晶相的品型轉變、玻璃相的固化等過(guò)程。在此過(guò)程中坯體的強度、密度、體積依品種不同都有相應的變化。

　　燒結

　　燒結是燒成過(guò)程中*重要的物理化學(xué)反應。所謂燒結是物料經(jīng)高溫作用，變成具有一定強度和氣孔率很低，甚至幾乎無(wú)氣孔的致密石狀物的工藝過(guò)程。

　　衡量燒結程度通常用灼減，密度，體積密度，氣孔率，吸水率，晶體粒徑，水化程度等指標。

　　燒結與致密的過(guò)程一般是相輔相成的，氣孔率降低，強度提高(硅酸鋁耐火材料的燒結就是典型的例子)。但并非都是如此，例如，在燒結時(shí)，氣孔率不降低甚至增高，而強度亦增大(直接結合碳化硅，硅質(zhì)耐火制品)。所以，控制燒結過(guò)程，是目前工藝方面研究的重要課題。

　　燒成制度的確定

　　通常，耐火制品的燒成制度包括升溫速度、燒成*高溫度、在*高燒成溫度下的保溫則間以及冷卻速度和燒成氣氛等。

　　在燒成制度中，升溫速度或冷卻速度的允許值取決于坯料在燒成或冷卻時(shí)所受到的應力作用。這種應力主要來(lái)源于兩個(gè)方面，一種主要是由燒成過(guò)程中溫度梯度和熱膨脹或冷縮造成的，即所謂的熱應力；另一種是由于制品內部一系列物理化學(xué)反應、晶型轉變、重結晶、晶體長(cháng)大等因素造成的。上述應力的產(chǎn)生和克服，除燒成制度外還與燒成前各工藝制度有關(guān)。但在工藝制度已確定的前提下，如何保證產(chǎn)品的質(zhì)量，是確定燒成制度必須考慮的問(wèn)題。