泥料的顆粒級配是指泥料中不同大小顆粒的百分含量以百分數(shù)表示。
在耐火材料的生產(chǎn)中根據(jù)原材料的性質、生產(chǎn)工藝環(huán)境和設備以及產(chǎn)品要求的各項物理指標來確定合理的顆粒級配。具有合理顆粒級配的泥料,既有利于半成品的成型,也有利于坯體的干燥和燒結,并可獲得密度、強度較高的制品。對于密度、氣孔率和強度等要求不同的定型耐火制品,可通過調整泥料顆粒級配的方法而獲得。
原料的顆粒級配是否合理,不但關系到成型時磚坯的體密、氣孔率和強度,而且關系到坯體的干燥質量和燒成收縮率及質量。顆粒級配合理的原料,成型后坯體密度比較均勻,干燥時水分排出比較均勻,不容易局部極速排出而產(chǎn)生炸裂,燒成收縮率基本一致。因此合理的顆粒級配對磚坯成型和干燥和燒成有很重要的影響。
1 合理顆粒級配的重要影響
1.1 合理的顆粒級配對成型造坯的影響
首先,定型制品成型造坯時泥料中的顆粒堆積時,通常是向大顆粒中加入一定量的中顆粒,使其填充于大顆粒的間隙之中,最后細粉填充了大顆粒和中等顆粒余下的空隙中,則堆積物間空隙可進一步降低,從而達到泥料的最緊密堆積。在泥料最緊密堆積的過程中,一般粗、中、細各種原料缺一不可,如果原料全部為粗顆粒,則顆粒間空隙較大,粘結不好,坯體密度較低,氣孔率較高,成型時可塑性較低,難以制成坯體。如果全部為細顆粒,雖然顆粒間空隙較小粘結牢固,氣孔率較低,原料細粉的體密相對會較低,達不到成型造坯時要求的體積密度,并且由于沒有粗顆粒的存在起到骨架支撐作用,成型坯體的強度不高。若考慮用多組分的顆粒級配,所得到的泥料其氣孔率會更小,但是實際生產(chǎn)中,隨著顆粒組分的增加,由于各顆粒的直徑比不斷減小,其作用明顯減弱,而且給生產(chǎn)工藝帶來困難,并且增加了設備的能耗,進而增加工藝成本。所以在實際生產(chǎn)中我們采用三組分的顆粒即可滿足生產(chǎn)。
那么泥料中粗、中、細三種顆粒的比例是多少呢?根據(jù)理論計算和實驗結果可以得出,泥料中三種組分顆粒的含量百分比為7:1:2。也就是說,在原料最緊密堆積的過程中,粗顆粒料和細顆粒料的百分比要大于中顆粒料的百分比。這樣達到最合理顆粒級配的泥料可塑性比較好,并且能夠達到密度較高,氣孔率較低,坯體強度較高的半成品。
在實際生產(chǎn)中,如果原料顆粒過粗,必須向泥料中加入一定量的細粉或者減少大顆粒的加入量,否則會出現(xiàn)麻面情況,制品的外觀不是很美觀,而且會出現(xiàn)很多開口氣孔,使顯氣孔率增大,降低制品的使用性能。
如果原料顆粒過細,就必須向原料中添加一定量的粗顆粒原料或者減少細粉的加入量,否則泥料的可塑性將會降低,并且在成型時容易造成裂紋。
1.2 合理的顆粒級配對制品干燥的影響
在成型造坯時泥料能夠達到最緊密堆積時,對成型最有利,能夠使半成品的密度達到最大,但是這樣會使泥料中的水分排出困難,在干燥溫度稍高時就會產(chǎn)生干燥裂紋;或者大量水分排不凈,在燒成初期產(chǎn)生炸裂。
1.3 顆粒級配對制品燒成過程的影響
泥料顆粒級配的粗細對燒成收縮性也有一定的影響,細粉在燒成過程中收縮性比顆粒的收縮大,所以在實際生產(chǎn)中,如果泥料顆粒過細,在燒成時容易造成收縮過大,造成廢品,如果泥料過粗時,收縮過小,這樣會造成收縮的不均勻。
2 如何保證顆粒級配的合理與穩(wěn)定
泥料的顆粒級配經(jīng)常出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象,主要是絕大部分是由于原料處理工作不到位,或是由于原料破碎的粒度沒有達到生產(chǎn)要求,或者是料倉里面粉碎料的流動性造成的顆粒偏析。所以在實際生產(chǎn)中,首先要將原料破碎至要求的粒度,圓錐機和振動篩要穩(wěn)定,保證原料顆粒級配的穩(wěn)定。其次料倉的粉碎料的流動性的穩(wěn)定性,防止造成顆粒偏析,影響泥料的顆粒級配。
合理的泥料顆粒級配對生產(chǎn)堿性定型制品至關重要,混合好合理顆粒級配的泥料,使半成品易成型,能夠獲得密度較高,外觀質量好的坯體,能夠保證干燥的合格率和燒成的收縮合理性,從而獲得高質量的堿性定型耐火制品。