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第二章 耐火材料的生产基本工艺原理

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耐火材料的生产过程概述课件

耐火材料的生产过程概述课件
原料处理
对选定的原料进行破碎、筛分、干燥等预处理，以满足后续工艺的需求。
配料与混合
配料
根据产品配方，将各种原料按比例称重，准备混合。
混合
采用球磨、搅拌等工艺将各种原料充分混合均匀，确保产品的一致性。
成型
选择成型工艺
根据产品规格和形状要求，选择合适的成型工艺，如挤压、 振动、压延等。
成型操作
将混合好的原料放入成型模具中，按照规定的工艺参数进行 成型。
2
智能化耐火材料制备技术主要通过引入传感器、 控制器和执行器等智能元件，实现生产过程中的 自动化控制和智能化管理。
3
通过智能化制备技术，可以精确控制材料的成分 、结构和性能，提高产品的质量和稳定性，同时 降低能耗和减少环境污染。
06 案例分析
高炉用耐火材料的生产与应用
生产过程
选用优质原料，如高岭土、焦宝石等，经过破碎、混合、成型、烧成等工序制成。
耐火材料分类
根据化学性质可分为酸性、中性、碱 性耐火材料；根据矿物组成可分为硅 质、粘土质、高铝质、刚玉质和莫来 石质等。
耐火材料的主要应用领域
01
02
03
04
钢铁工业
用于高炉、热风炉、加热炉、 连铸机等设备。
有色金属工业
用于铜、铝、锌等冶炼炉和熔 炼炉。
陶瓷和玻璃工业
用于烧成窑、熔融玻璃炉等设 备。
物理性能测试
对耐火材料的抗压强度、抗折强度、热导率 等物理性能进行测试。
化学性能测试
对耐火材料的化学成分、耐腐蚀性能等进行 测试。
05 新型耐火材料的发展趋势
高性能复合耐火材料
高性能复合耐火材料是指通过在传统的耐火材料中添加高性能的复合材料，以提高其高温强度、耐磨 性、耐腐蚀性和抗热震性等性能。

耐火材料的生产工艺

耐火材料的生产工艺

2010级‎化学班孟享洁20100‎61415‎耐火材料的‎制备耐火材料是‎一种耐火度‎不低于15‎80℃，有较好的抗‎热冲击和化‎学侵蚀的能‎力、导热系数低‎和膨胀系数‎低的无机非‎金属材料。

其主要是以‎铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天‎然矿石为原‎料经加工后‎制造而成的‎。

其应用是用‎作高温窑、炉等热工设‎备的结构材‎料，以及工业用‎高温容器和‎部件的材料‎，并能承受相‎应的物理化‎学变化及机‎械作用。

主要是广泛‎用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业‎领域，在冶金工业‎中用量最大‎，占总产量的‎50％～60％。

耐火材料的‎发展在国民‎工业生产的‎应用中有着‎举足轻重的‎地位。

中国耐火材‎料的发展历‎史悠久，具有了较为‎完整的生产‎工艺，其当代的发‎展已经是能‎独立研发各‎种性能较为‎优越的耐火‎材料，但依然存在‎各种缺点和‎不足。

其制备流程‎图如下所示‎：耐火材料制‎备原理：1．耐火原料的‎加工原料的加工‎主要包括原‎料的精选提‎纯.均化或合成‎；原料的干燥‎和煅烧；原料的破粉‎碎和分级。

原料的精选‎提纯和均化‎为了提高原‎料的纯度，一般需经拣‎选或冲洗，剔除杂质，有的还需要‎采用适当选‎矿方法进行‎精选提纯。

有的原料中‎成分不均，需要均化。

原料的煅烧‎：为了保证原‎料的高温体‎积稳定性。

化学稳定性‎和高强度，多数天然原‎料和合成原‎料，需经高温煅‎烧制成熟料‎或熔融成熔‎块。

烧结温度T‎约为其熔点‎的0.7~0.9倍。

原料的破粉‎碎和分级：原料的破粉‎碎的目的是‎按照配料要‎求制成不同‎粒级的颗粒‎及细粉，进行级配，使多组分间‎混合均匀，以便相互反‎应，并尽可能获‎得致密的或‎具有一定粒‎状结构的制‎品胚体。

2耐火材料‎成型工艺耐火材料借‎助于外力或‎模型，成为具有一‎定尺寸。

形状和强度‎的胚体或制‎品的过程。

压制或成型‎是耐火材料‎生产工艺过‎程中的重要‎环节。

按胚料含水‎量的多少，分为半干法‎.可塑法.注浆法。

耐火材料的生产过程概述-完整版

耐火材料的生产过程概述-完整版

耐火材料的生产过程概述-完整版耐火材料是能够在高温环境下保持较高强度和稳定性的材料，广泛应用于冶金、石油化工、建材等行业。

其生产过程包括原料处理、成型、干燥、烧结和后处理等环节。

首先是原料处理。

耐火材料的原料通常包括高铝石、镁石、硅石、稀土等。

这些原料需要经过粉碎和筛分等工艺，以获得合适的颗粒度和均匀性。

同时，在一些特殊情况下，为了提高耐火材料的性能，还需要添加一定比例的添加剂，如氧化铝、氧化镁等。

然后是成型。

原料处理后，需要通过成型工艺将其成型成各种需要的形状，常见的成型方式有压制、浸涂、注塑等。

其中，压制是最常用的一种成型方式，其利用模具将原料粉末压制成所需要的形状。

接下来是干燥。

成型后的耐火材料含有一定比例的水分，所以需要经过干燥工艺将其除去。

干燥一般采用自然干燥或者热风干燥的方式，以确保耐火材料的水分含量在合适的范围内。

在干燥过程中，需要控制温度和时间，以防止原料过度干燥引起的开裂等问题。

然后是烧结。

干燥后的耐火材料需要进行烧结工艺，将其加热到一定温度，使其颗粒间发生化学反应和结合，提高材料的强度和稳定性。

烧结过程中，需要控制温度升降速率、保持一定持续时间等参数，以确保耐火材料在烧结过程中的物理、化学性能得到最佳的发展，同时避免材料的过烧和烧结不完全等问题。

最后是后处理。

烧结后的耐火材料需要经过一系列的后处理工艺，以提高其性能和应用效果。

常见的后处理工艺包括烘干、加模和修整等。

烘干是为了进一步抽取材料中的水分，以提高材料的稳定性；加模是将烧结后的耐火材料进行再加工，使其形状更加精确和规整；修整是对耐火材料进行表面处理，使其更加光滑和均匀。

综上所述，耐火材料的生产过程包括原料处理、成型、干燥、烧结和后处理等环节。

通过合理的工艺控制和优化，可以获得具有较高强度和稳定性的耐火材料，以满足各种高温环境下的需求。

耐火材料生产基本知识

耐火材料生产基本知识

技术工人培训教材浙江圣奥耐火材料有限公司杭州博奥窑炉节能技术研究所2004年10月目录绪论一、耐火材料的定义 (4)二、耐火材料的分类 (4)三、耐火材料的地位和作用 (5)四、耐火材料工业的发展概况 (6)第一章耐火材料的性质第一节化学－矿物组成 (7)一、化学组成 (7)二、矿物组成与结构 (7)第二节常温物理性质 (7)一、密度 (7)二、常温耐压强度 (8)第三节高温作业性质 (8)一、耐火度 (9)二、荷重软化温度 (9)三、其它高温性能 (10)第四节形状正确性和尺寸准确性 (11)第二章耐火材料生产过程第一节原料加工 (12)一、原料煅烧 (12)二、原料的检选 (12)三、破粉碎 (12)四、筛分 (12)第二节砖料的制备 (13)一、颗粒配比 (13)二、配料 (13)三、混合 (14)四、睏料 (14)第三节成型（砖坯的压制） (14)一、成型方法 (14)二、半干成型的压制过程 (15)三、压制的不均匀性（层密度现象） (15)四、弹性后效与层裂 (15)五、提高成型质量的三个问题 (16)六、成型设备及模具尺寸的确定 (16)第四节砖坯的干燥 (16)一、干燥过程 (16)二、干燥方法及干燥设备 (17)三、半成品检验 (17)第五节烧成 (17)一、装窑 (17)二、焙烧 (18)三、出窑 (18)第六节成品检验及堆放方法 (18)一、成品检验 (18)二、成品堆放 (19)第七节防尘与除尘 (19)一、防尘 (20)二、除尘 (20)第三章粘土质耐火材料第一节粘土质制品的分类 (21)第二节粘土原料 (21)一、粘土的分类 (21)二、粘土的化学---矿物组成及其矿物影响 (22)三、耐火粘土的工艺性质 (22)第三节粘土质制品的生产工艺 (23)一、结合粘土及其他结合剂的制备 (23)二、熟料制备 (24)三、坯料的制备 (25)四、成型工艺 (26)五、干燥 (27)六、烧成 (27)第四节粘土质制品的一般性质和用途 (29)一、粘土制品的一般性质 (29)二、粘土制品的用途 (30)第四章高铝质耐火材料第一节高铝质制品的基本特性和所用原料 (31)一、按制品中的化学—矿物组成分类 (31)二、按用途分类 (31)第二节高铝质制品的生产工艺 (31)一、高铝质品的基本特性 (31)二、高铝制品原料 (32)第三节高铝质制品的基本特性 (33)一、工艺流程及其特点 (33)二、生产工艺要点 (34)第四节高铝质制品的用途 (35)第五章硅质耐火材料第一节硅质制品生产的物理—化学原理 (36)一、氧化硅的各种变体及性质 (36)二、石英转化的动力学及矿化剂的作用 (36)第二节硅砖生产用原料 (38)一、硅质原料的种类 (38)二、硅砖生产用硅石性质 (38)三、矿化剂的选择和加入量的确定 (39)四、结合剂的选择和加入量的确定 (39)五、泥料颗粒组成的选择 (40)第三节硅砖的生产工艺 (40)一、生产硅砖的工艺流程 (40)二、生产工艺要求 (40)第四节硅质耐火材料的性质及使用 (43)一、硅质耐火材料的性质 (43)二、硅质耐火材料的使用 (44)第六章轻质耐火材料第一节概论 (45)第二节轻质耐火材料的生产工艺 (45)一、烧尽加入物法 (45)二、泡沫法 (46)三、化学法 (47)第三节轻质制品的主要性质要求及应用 (48)一、主要性质要求 (48)二、轻质耐火制品的使用 (48)第七章不定型耐火材料第一节耐火混凝土 (49)一、硅酸盐水泥耐火混凝土 (49)二、磷酸盐耐火混凝土 (52)三、硅酸盐耐火混凝土 (53)四、水玻璃耐火混凝土的生产工艺 (54)第二节耐火泥 (55)一、粘土质耐火泥 (56)二、高铝质耐火泥 (56)三、硅质耐火泥 (56)四、镁质耐火泥 (57)第八章其它耐火材料第一节镁质耐火材料 (58)一、镁质耐火材料的原料 (58)二、镁砖的生产工艺 (58)第二节半硅质耐火材料 (60)一、石英—粘土制品 (61)二、叶腊石制品 (61)第三节碳化硅质耐火材料 (61)一、碳化硅 (61)二、碳化硅制品的生产工艺 (62)三、碳化硅质耐火材料的性能及应用 (62)第四节硅酸铝纤维及其制品 (63)一、硅酸铝纤维的生产工艺 (63)二、硅酸铝纤维制品生产工艺 (64)三、硅酸铝纤维及其制品的性能 (64)第五节磷酸盐结合高铝质耐火砖 (64)绪论一、耐火材料的定义耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。

耐火材料制备工艺_

耐火材料制备工艺_

耐火材料制备原理及工艺摘要耐火材料是一种耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。

其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。

其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。

主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。

耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。

中国耐火材料的发展历史悠久，具有了较为完整的生产工艺，其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料，但依然存在各种缺点和不足。

关键词耐火材料分类，原理工艺，前景前言耐火材料是耐火度不低于1580℃的材料。

一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品，耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度，它标志材料抵抗高温作用的性能，是高温技术的基础材料。

没有耐火材料就没有办法接受燃料或发热体散发的大量热，没有耐火材料制成的容器也没有办法使高温状态的物质保持一定时间。

随着现代工业技术的发展，不但对耐火材料质量要求越来越高，对耐火材料有特殊要求的品种越来越多，形状越来越复杂。

其成产流程大多如图1-1。

图1-1耐火材料的生产流程[1]1耐火材料的分类和性能要求1.1分类1.1.1按组成来分耐火材料可分为硅质制品、硅酸铝质制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、锆质制品、纯氧化制品及非纯氧化物制品等。

1.1.2按工艺方法来划分可分为泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成形的制品、由粉末非可塑料捣固成形制品、由熔融料浇注的制品、经喷吹或拉丝成形的制品及由岩石锯成的天然制品等。

1.1.3根据耐火度来分可分为普通耐火材料制品，其耐火度为1580℃ ~1770℃；高级耐火材料制品，其耐火度为1770℃~2000℃；特级耐火材料制品。

耐火材料工艺学第二章耐火材料的生产过程

耐火材料工艺学第二章耐火材料的生产过程

法。
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耐火材料工艺学第二章耐火材料的
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生产过程
3、主要方法（菱镁矿选矿方法的介绍）
（1）重液法
利用矿物的密度差，在重液中进行分离。 例子：
菱镁矿，破碎0～120mm（筛去0～8mm） 分级60～120和8～60重液选矿悬浮液中 （MgO45～46%）
问题:有15%的废矿原料不能回收处理。
（1）要求：
a、配料的化学组成必须能满足制品的要求，并且 应比控制指标高些（纯度高、杂质成分少）；
b、结合剂的选择对制品的最终性能不产生影响， 对结合剂变为制品的一部分应慎重，作为配料组 成配料；
c、原料中含水分和灼减成分时，使得原料、配料 和制品的 化学组成之间出现换算关系。
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耐火材料工艺学第二章耐火材料的
1）体积形状系数:av 、表面积形状系数: as
设一颗粒粒径为dp，体积为v，表面积为s，
则v= av dp3 s= as dp2
球：av =П/6 as = П；立方体 ：av =1
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耐火材料工艺学第二章耐火材料的 生产过程
as = 18
2）粉体的流动性
颗粒形状影响粉体的流动性。
a、休止角：未加负载的粉料堆积在水平面上，假设落在料堆
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耐火材料工艺学第二章耐火材料的
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生产过程
第一节 耐火材料的选择与加工
一、耐火原料的选择 耐火原料的选择从两个方面进行考虑：
（1）化学观点：选择具有高熔点的单质或化合物； （2）矿物观点：选择具有高耐火度的矿物。
a)元素角度选择 门捷列夫元素周期表上，从H到V78个元素
中（稀土元素除外）熔点高于2000℃的有10个， 只有碳（熔点3500℃，有的书中为3700±100℃） 具有耐火材料生产的实际意义，其它元素的数量 不大。

耐火材料部分-2


§2-2 坯料的制备
一、配料
（3）临界颗粒尺寸大些对提高抗热震性和颗粒紧密堆积有利，但易出现颗粒偏析， ）临界颗粒尺寸大些对提高抗热震性和颗粒紧密堆积有利， 但易出现颗粒偏析， 从而导致砖坯表面结构粗糙、边棱松散。实际生产中，颗粒上限多取 从而导致砖坯表面结构粗糙、边棱松散。实际生产中，颗粒上限多取3~5 mm， ， 但由于品种不同，差别很大，有的大砖和不定型制品可放大到 但由于品种不同，差别很大，有的大砖和不定型制品可放大到8~10 mm，甚至 ， 15~20 mm。 。 （4）实际生产中，既要考虑紧密堆积，又要考虑成型的难易性和制品的烧结性。 ）实际生产中，既要考虑紧密堆积，又要考虑成型的难易性和制品的烧结性。 例如，三组分颗粒配料时，理论上大、中、小颗粒的配比应为 ：1：2，但由于 小颗粒的配比应为7： ： ， 例如，三组分颗粒配料时，理论上大、 细粉不多，成型时颗粒间移动困难，成型质量不好，最终导致制品的烧成质量差。 细粉不多，成型时颗粒间移动困难，成型质量不好，最终导致制品的烧成质量差。 因此，实际生产中有时可取 ： ： 。 因此，实际生产中有时可取6：1：3。 细颗粒的粒径范围尚无统一规定，通常参考以下标准选择： ★ 粗、中、细颗粒的粒径范围尚无统一规定，通常参考以下标准选择： 粗颗粒： 粗颗粒：0.5 —（3~5） mm （ ） 中颗粒： （ 中颗粒：0.1（或 0.2）— 0.5 mm ） 细颗粒： 细颗粒：0 — 0.1（或0.2） mm （ ）
§2-2 坯料的制备
一、配料 3. 配料方法 重量配料法 容积配料法 准确性较好，误差一般小于 。 准确性较好，误差一般小于2%。 准确性较差，不常用。 准确性较差，不常用。
二、混练 1. 概念：使多种分布不均匀的物料分布均匀化（包括颗粒组成），并促进 概念：使多种分布不均匀的物料分布均匀化（包括颗粒组成）， ），并促进 颗粒接触和塑化的操作过程。 颗粒接触和塑化的操作过程。

精品课件-耐火材料生产基本工艺原理


混练时的加料顺序： 通常先加入粗颗粒料，然后加水或泥浆、纸浆废液，混合1～2min后，再 加细粉。 若粗细颗粒同时加入，易出现细粉集中成小泥团及“白料”。
坯料的塑化处理可采用困料（陈腐）
困料中的水化反应，有时能产生胶体物质 例如含CaO偏高的镁质坯料在困料时发生下述化学反应：
MgO+H2O →Mg(OH)2 CaO十H2O→ Ca(OH)2 生成物呈胶体性质，提高坯料的结合性和可塑性，降低体积效应的危害性。
则：5－3 18.5%；3－1 29%；1－0 17.5%
七、配料 1、配料的组成 包括按规定比例配合的各种原料和同一原料的各不同颗粒组 成的粉料。 (1) 配料的化学组成必须能满足制品的要求，并且应比制品指标要求高些。 (2) 在配料中应含有结合成分，使坯料具有足够的结合性。 (3)原料中含有水分和灼减成分时，原料、配料和制品的化学组成之间应进行换 算。
●助磨剂
一、选矿与提纯
选矿：利用多种矿物的物理和化学性质的差别，将矿物集合体的原矿粉碎，并分离 出多种矿物。 提纯：利用一系列化学及物理化学反应，矿物富集的过程。
选矿方法：机械法、物理-化学法、纯化学法、电气法等。
二、原料的煅烧
原料煅烧时产生一系列物理化学反应，能改善制品的成分及其组织结 构，保证制品的体积稳定及其外形尺寸的准确性，提高制品性能。
矽肺病。
五、助磨剂 助磨剂在粉磨过程中，吸附在物料颗粒表面，使物料表面自由能和晶格畸变 程度减小，促使颗粒软化，另外，助磨剂的吸附可平衡颗粒表面上因粉碎而 产生的不饱和价键，防止颗粒重新聚结。
水是一种最简单的助磨剂，适量水可助磨又可防尘。
第二节 坯料的制备 耐火材料制品几乎都是由粉料颗粒经加工制备而成，所涉及的颗粒，通常是指 毫米至微米级的颗粒。 一、颗粒的几何学性质 1、粉体颗粒的构造 一次颗粒 ；二次颗粒或团聚体。 废旧制品重新利用

耐火材料生产工艺及主要设备课件


破碎机
用于将原材料破碎成 细小颗粒，提高其可 加工性。
筛分机
对破碎后的原材料进 行筛分，去除杂质和 不合格的颗粒。
混合机
将各种原材料进行均 匀混合，确保制品的 一致性和稳定性。
压机
通过施加压力将混合 料成型为各种形状和 尺寸的制品。
烧成窑
高温烧成制品，使其 具备优良的耐火性能 。
某耐火材料企业的工艺与设备改进实践
耐火材料的主要性能指标
高温强度和蠕变性
耐火材料需在高温下保持较高的 抗压、抗折强度和良好的蠕变性 ，以抵抗高温引起的变形和破坏 。
热导率和热膨胀性
耐火材料的热导率和热膨胀性对 炉窑的散热和炉衬的稳定性具有 重要影响。
化学稳定性和抗侵
蚀性
耐火材料需具备较好的化学稳定 性和抗侵蚀性，以抵抗炉气和熔 融金属的侵蚀。
混合设备
选择适合的混合设备，如搅拌机、 球磨机等，确保混合效果良好。
成型
成型方法
采用合适的成型方法，如机压成型、手工成型 等，根据产品规格和形状选择。
成型压力
适当的成型压力有助于提高产品的密度和强度 。
成型温度
控制成型温度，保证产品成型良好且不损坏其性能。
能要求，确定合适的烧成温度 。
耐火材料的应用领域
01
02
03
钢铁工业
耐火材料广泛应用于钢铁 冶炼中的高炉、焦炉、转 炉和电炉等。
有色金属工业
在铜、铝、锌等有色金属 冶炼过程中，耐火材料用 于炉衬和熔融金属处理。
陶瓷和玻璃工业
耐火材料在陶瓷烧成和玻 璃熔制过程中起到支撑和 保护作用。
02
耐火材料生产工艺
原料的选取与处理
原料种类
04

第二章 耐火材料的生产基本工艺原理

4. 硅石选矿
为达到硅质制品的原料标准(SiO2含量：特级≥98%，一级 ≥97%，二级≥96%)，对不合要求的原料进行选矿加工，去掉杂 质矿物：白云母、绿泥石、赤铁矿、粘土及其它降低硅石质量的 岩石。富选的石英加工成0-100mm，由于洗选，杂质及0-5mm 硅石变成沉渣，分级成5-45和45-100mm，在进入含水为2.5% 的粉碎工序。
第一节
耐火材料的加工
助磨剂： 亦称粉磨助剂。助磨剂大多为无机或有机物，所以又称为 化学助磨剂。
助磨剂的作用： 助磨剂一般是表面活性剂，在粉磨过程中，它能作 为吸附在物料颗粒表面的物质，与颗粒产生物理化 学作用，产生力学效能，从而加速物料的粉碎。由 于加入助磨剂，使物料颗粒表面自由能和晶格畸变 程度减小，促使颗粒软化并且助磨剂的吸附能平衡 颗粒表面上因粉碎而产生的不饱和价键，防止颗粒 重新聚结，从而抑制粉碎的可逆反应。
第一节 耐火材料的加工
破粉碎方式：
破粉碎方式大致可分如下四种：挤压、冲击、磨碎和劈裂。 各种粉碎机械的作用，都是以上几种方式的组合。 粉碎分为干法粉碎和湿法粉碎，湿法粉碎多用于陶瓷或特种 耐火材料生产，与干法相比，有以下优点： （1）粉碎比大，粉碎料粒度小； （2）粉碎效率高，不易于产生粉碎时的“粉壁”现象； （3）设备及碾磨体摩擦损失小； （4）防尘好，有利于文明生产和工艺流程自动化； 除此之外，还有根据粉碎介质划分的低温粉碎、干燥粉碎、 依靠粉碎物料相互冲击摩擦粉碎的自身粉碎等。
MgO+CaO+2H2O+2NH4Cl+(NH4)2CO3=MgCl2+CaCO3↓+4NH4OH↑
第一节 耐火材料的加工
2．铬铁矿选矿
铬铁矿的选矿方法包括机械法（洗选、重选、浮选、磁选和
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第一节 耐火材料的加工
目前，除特殊要求外，全生料的耐火制品已不多见。 原料煅烧时产生一系列物理化学反应，形成瘠化剂，作为 坯料，能改善制品的成分及其组织结构，保证制品的体积稳定及 其外形尺寸的准确性，提高制品的性能。
第一节 耐火材料的加工
原料煅烧的目的： 原料锻烧的最终目的是达到烧结，有的高温氧化物很难烧 结，这对高温设备，燃料消耗等方面都带来了一系列新问题。根 据原料特点和工艺要求，提出了原料的活化烧结、轻烧活化、二 步煅烧及死烧等概念。 活化烧结：早期的活化烧结是通过降低物料粒度，提高比 表面积和增加缺陷的办法实现的，把物料充分细磨（一般小于 l0μm），在较低的温度下烧结制备熟料。 单纯依靠机械粉碎来提高物料的分散度毕竟是有限的，能量 消耗大大增加。而且上述方法工艺过程及所用设备都比较复杂， 于是采用了新方法如用化学法提高物料活性，研究降低烧结温度 促进烧结的工艺方法，提出了轻烧活化，即轻烧-压球（或制坯） -死烧。
6
第二节
坯料的制备
构成耐火粉体的多分散颗粒平均粒径可用下式表示：
式中：
--- 1，2和k批组分的相应的颗粒平均直径； G1,G2…Gk --- 与上述相对应的颗粒组分的质量； G --- 分析试样之质量（G=G1+G2+…+Gk） G1--- 某组分在试样中的质量百分率，% K--- 组分数。
第二节
坯料的制备
耐火材料制品几乎都是由粉料颗粒经加工制备而成。一般的 颗粒（亦称粉末）系指固体的一种形态。耐火材料所涉及的颗粒， 宏观上通常是指毫米至微米级的颗粒。颗粒的堆积物称粉体，粉 体的性质取决于颗粒的本质及颗粒大小。
第二节
2.1
坯料的制备
粉体的基本知识
颗粒的几何学性质
粉体的堆积密度
粉碎料的颗粒组成 粉料的流动性 粉料的贮存
第一节
耐火材料的加工
助磨剂： 亦称粉磨助剂。助磨剂大多为无机或有机物，所以又称为 化学助磨剂。
助磨剂的作用： 助磨剂一般是表面活性剂，在粉磨过程中，它能作 为吸附在物料颗粒表面的物质，与颗粒产生物理化 学作用，产生力学效能，从而加速物料的粉碎。由 于加入助磨剂，使物料颗粒表面自由能和晶格畸变 程度减小，促使颗粒软化并且助磨剂的吸附能平衡 颗粒表面上因粉碎而产生的不饱和价键，防止颗粒 重新聚
耐火粘土和高岭土中含有较多的石英、含铁矿物及其它降低 耐火性能的杂质，为制备高质量产品，必须选矿。选矿的方法包
括湿法、干法、电磁法及联合选矿法。湿法选矿广泛用于高岭土
的初选，其主要工序如下：破粉碎，沉淀，悬浮液浓缩凝聚，脱 水，干操。高岭土精矿回收率可达92-95%。
第一节 耐火材料的加工
第一节 耐火材料的加工
碳酸氢盐法是将天然菱镁矿轻烧，轻烧温度为700-800℃ ，然后破碎到0.25mm，分两步碳化：
含水的碳酸盐很难沉降，难与杂志分开；第二步是将含水的 碳酸盐悬浮液加入CO2，压力为686-784kPa， MgCO3· 3H2O+CO2=Mg(HCO3)2+2H2O 碳酸氢镁按下式分解： 4Mg(HCO3)2=4 MgO· 3CO2· 4H2O+5 CO2 铵化法是把菱镁矿在600-800轻烧后破碎到0.1mm，加入氯 化铵和碳酸铵溶液，反应如下：
第一节 耐火材料的加工
破粉碎方式：
破粉碎方式大致可分如下四种：挤压、冲击、磨碎和劈裂。 各种粉碎机械的作用，都是以上几种方式的组合。 粉碎分为干法粉碎和湿法粉碎，湿法粉碎多用于陶瓷或特种 耐火材料生产，与干法相比，有以下优点： （1）粉碎比大，粉碎料粒度小； （2）粉碎效率高，不易于产生粉碎时的“粉壁”现象； （3）设备及碾磨体摩擦损失小； （4）防尘好，有利于文明生产和工艺流程自动化； 除此之外，还有根据粉碎介质划分的低温粉碎、干燥粉碎、 依靠粉碎物料相互冲击摩擦粉碎的自身粉碎等。
第一节 耐火材料的加工
破碎原料时，物料的体积和强度指标，对选择破粉碎设备 及分析破粉碎效率具有重要意义。某些原料性质列于表2-1。
表2-1
第一节 耐火材料的加工
随着工业的发展和研究工作的不断深入，使人们认识到，机 械粉碎并非象传统现点所认为的仅是一个机械力学过程，而是一 个对固体施以机械能之后，物料产生物理、化学变化的过程，例 如晶体结构、物理-化学性能变化，这一过程称机械化学。机械化 学的涉及面很宽，与耐火材料关系密切，现仅以下几点为例： 1．晶体结构的变化 晶粒大小、晶格畸变、晶格缺陷、结晶结构 等由于机械化学而产生变化。例如，在强大的机械力作用下，单 斜的Zr02转变成四方ZrO2。 2．表面活性的变化 表面能增加，比表面增大，从而改变了耐火 材料的固相反应速度，降低烧结温度； 3．固体表面形成氧化层、非晶层 例如SiO2细磨后，生成可溶性 表面层，促发矽肺病。
第一节 耐火材料的加工
1．菱镁矿的选矿
在菱镁矿中，往往含有白云石和绿泥石，若要制备高纯镁质 原料，则应选矿提纯。常用的选矿方法为重液选矿法、浮选法和 化学法。 （1）重液选矿法 选矿前，先将天然菱镁矿石破碎成0-120mm的颗粒，过筛去 掉0-8mm颗粒，再分级成60-120mm和8-60mm 二种颗粒，二者 选矿流程相似。 （2）浮选 菱镁矿及其杂质对浮选剂（主要为工业脂肪酸混合物）有不 同的附着性和润湿性。浮选前，矿石应破碎到＜0.1-0.2mm的颗 粒占70-85％。经浮选，原来含37-41％的MgO，可制备成含 MgO45.5-46.5％的精矿。
第二节
坯料的制备
粉体颗粒的构造 颗 粒 的 几 何 学 性 质 颗粒粒度 颗粒形状 颗粒平均尺寸与颗粒分级
第二节
坯料的制备
在粉体中任取一颗粒置于显微镜下观察发现，这一颗粒可 能是不能再区分的、具有明确轮廓的固体颗粒，通常称一次颗 粒也可能是多个颗粒的聚集体。 一次颗粒并非一定是单晶，而且也不一定都是一个个独自 存在，而往往是多个一次颗粒聚集在一起，这样的颗粒称二次 颗粒或团聚休。团聚的可能性往往随一次颗粒的变小而增大。 对耐火粉体而言，由多晶组成的一次颗粒中，晶粒间的结合有 两种情况，即致密结合与松散结合。致密结合的颗粒，粒子间 多为面接触，孔隙小、密度大，而松散结合几乎是点接触，孔 隙大、密度小。
第一节 耐火材料的加工
破粉碎是耐火材料工业中必不可少的工序。运到工厂的原 料，从粉末到350mm左右，其中大部分是25mm以上的料块。 工厂中的破粉碎工序与原料选择是制备高质量产品的关键，对制 品性质有直接影响。另外，从成本核算的观点看，破粉碎设备所 消耗的动力，所占比例很大，为了节约能源，降低成本，必须重 视破粉碎工序。
第一节 耐火材料的加工
（3）化学选矿法 众所周知，作为化学选矿法，最有前途的是氯化镁、镁的碳 酸氢盐和铵盐的水化物。菱镁矿与盐酸的反应如下： 沉积物中仍存在硅酸铁和硫化铁。 氯化镁在900-1000℃水解： 所生成的气态的氯化氢吸附水后可生成盐酸，MgO沉降到沉 淀池中成糊膏状。该法制备的产品，MgO含量可达98.4％， CaO0.7％。
第一节 耐火材料的加工
浮选法选矿是利用矿物被液体所润湿程度的差别来进行的 。 重液选矿法亦称重介质选矿法，这是利用矿物的密度差在 重液中进行分离的方法。 磁力选矿法是基于不同的矿物具有不同的导磁系数。 电渗选矿法的原理是利用悬浊液的质点（如粘土、高岭土 ）带有电荷（一般为负电荷），电流通过悬浊液时，带电的微粒 向带有相反电荷的电极移动，并沉积在其表面上。 化学方法提纯，是目前制备高纯原料的重要手段。它是利 用一系列化学及物理化学反应，使矿物分离。例如，用海水或卤 水制备高纯氧化镁。这种方法的缺点是反应过程复杂，成本高。
第二章 耐火材料的生产基本工艺原理
耐火材料干燥设备
大型液压耐火材料成型机
耐火材料烧成设备
第二章
1
2 3 4 5
耐火材料的生产基本工艺原理
耐火材料的加工
坯料的制备
耐火材料的成型工艺
耐火材料的干燥
耐火材料的烧成
第一节 耐火材料的加工
选矿与提纯 原料的煅烧 原料的破粉碎 机械化学和超细粉 助磨剂
第一节 耐火材料的加工
第一节 耐火材料的加工
破粉碎的目的： （1）粉碎是选矿工艺中的重要操作环节，由两种以上不同矿物聚 集成的原矿分离和富集同一种组分的颗粒时，为按种类区分 ，应先将原矿破碎。 （2）为了促进各相间的相互作用，或者把固体颗粒均匀地分散到 液体中去，例如，制备泥浆。 （3）根据工艺要求，制备各种不同的粒度。增加物料的晶格缺陷 和比表面，加快物理化学反应，促进烧结。
选矿是利用多种矿物的物理和化学性质的差别，将矿物集合 体的原矿粉碎，并分离出多种矿物，加以富集的过程。采用那种 选矿方法，首先取决于矿物中各种矿物的物理性质。 按颗粒的粒度进行选矿，主要用于松散的小颗粒的或土状岩 石，如砂、粘土，此时，可采用水淘洗或利用空气分离法进行选 矿。 按颗粒的形状来选矿，它用于具有片状的或针状的结晶（如 云母、石墨、石棉等）矿物。这种形状的颗粒，大部分都通不过 圆孔筛。 按照密度来进行选矿．它是由密度相差很大而颗粒大小相同 的矿物构成的松散物料，经过淘洗或空气分离器，密度大的矿物 降落在近处，而密度小的矿物则落在较远处。
第二节
坯料的制备
颗粒粒度是粉体最基本的性质，通常指粒径和粒度分布。 粒度是指构成粉体的平均颗粒大小，而对单个颗粒来讲就是指 其大小。粉体都是由不同粒度颗粒组成的多分散颗粒系统。不 同尺寸的粒度组成称粒度分布。
第二节
坯料的制备
颗粒形状直接影响粉体的性质，如物料的流动性，充填性， 制品的体积密度，不定形耐火材料（如耐火泥浆、浇注料等） 的施工性能。 为了表达颗粒与某种形状的接近程度或与某一形体的相对 比例，常引进“形状系数”概念。这里仅就体积形状系数和表 面积形状系数作简单介绍。 假设一颗粒的粒径为 ，体积为V，表面积为S， v 为体积形状系 2 数， s 为表面积形状系数，则 V v D3 ， S D p s p 。对于圆 球 v ， s ，对边长为 Dp 的 立方体v 1 ，s 6 。