硅磚的生產(chǎn)工藝要點

硅磚生產(chǎn)的工藝流程大體上與粘土磚的工藝流程相似。不同點在于前者增加了石灰和礦化劑的制備系統(tǒng)。
       一、顆粒組成的選擇
      硅質(zhì)坯體加熱時的松散和燒結(jié)能力取決于顆粒組成中粗細兩種粒度的性質(zhì)和數(shù)量。
       采用細顆粒組成的磚坯時，在燒成時有利于減少膨脹，減少磚體的裂紋和體積變化，提高成品率，還可提高制品中鱗石英的含量，但泥料顆粒過細，也將導致硅磚氣孔率的提高。
         一般硅磚的臨界粒度以2～3mm為宜。

      二、成型：
        硅磚成型的特點表現(xiàn)在硅磚坯料成型特性和硅磚磚型形狀復(fù)雜與質(zhì)量差別大等方面。硅質(zhì)坯料是質(zhì)硬、結(jié)合性和可塑性低的瘠性料，因此它受壓而致密的能力低。硅質(zhì)坯料的成型性能受其顆粒組成、水分和加入物的影響。調(diào)整這些因素可以改善坯料的成型性能。對任何組成的坯料，增加成型壓力都會提高硅磚密度。為了保證制得致密磚坯，成型壓力應(yīng)不低于100～150MPa。

       三、燒成   
    硅磚在燒成過程中發(fā)生相變，并有較大的體積變化，加上磚坯在燒成溫度下形成的熔液量較少(約10％左右)，使其燒成較其它耐火材料困難得多。硅磚的燒成制度與磚坯在燒成過程中所發(fā)生的一系列物理化學變化，加入物的數(shù)量和性質(zhì)，坯體的形狀大小以及燒成窯的特性等因素有關(guān)。

1、硅磚在燒成過程中的物理化學變化在150℃以下從磚坯中排出殘余水分在450℃時，Ca(OH)2開始分解；450～500℃時Ca(OH)2脫水完畢，硅石顆粒與石灰的結(jié)合破壞，坯體強度大為降低。在550～650℃范圍內(nèi)，—石英轉(zhuǎn)變?yōu)棣痢�石英，由于轉(zhuǎn)變過程中伴有0.82％的體積膨脹，故石英晶體將出現(xiàn)密度不等的顯微裂紋。 

在600～700℃間，CaO與SiO2的固相反應(yīng)開始，磚坯強度有所增加，反應(yīng)式為：
        2CaO+Si02→一2CaO·SiO2  
      2CaO·Si02+Si02→2(CaO·Si02)
至1000～1100℃有固熔體狀α-CaO·Si02與FeO·SiO2生成。
 α-CaO·SiO2+FeO·SiO2→[GaO·SiO2—FeO·SiO2]
從l100℃開始，石英的轉(zhuǎn)變速度大大增加，磚坯的密度也顯著下降，此時磚坯體積由于石英轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏茸凅w而大為增加。雖然此時液相量也在不斷增加，但在1100～1200℃范圍內(nèi)仍易產(chǎn)生裂紋。   
   在1300～1350℃時，由于鱗石英和方石英數(shù)量增加，磚坯的密度降低得很多。此時液相粘度仍較大，對內(nèi)應(yīng)力的抵抗性還弱，生成裂紋的可能性存在。當加熱到1350～1430℃時，石英的轉(zhuǎn)變程度和由此產(chǎn)生的磚體膨脹大大增強，在這一溫度范圍內(nèi)，加熱得愈緩慢，石英溶于液相再結(jié)晶生成的鱗石英量愈多，方石英生成量愈少，磚體生成裂紋的可能性也愈小。如果加熱過快，特別是在氧化氣氛下迅速加熱，石英轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞�英，使磚坯松散并出現(xiàn)裂紋。

2、燒成制度
  在600℃以下，可用較快而均勻地升溫速度燒成。  在700℃以上至1100～1200℃溫度范圍內(nèi)，因磚坯體積變化不大，強度逐漸提高，不會產(chǎn)生過大應(yīng)力，只要保證磚坯加熱均勻，可盡快升溫。
  1100～1200℃至燒成終了溫度的高溫階段，硅磚的密度顯著降低，晶體轉(zhuǎn)變及體積變化集中地發(fā)生在這一階段。它是決定磚坯出現(xiàn)裂紋與否的關(guān)鍵階段。這個階段升溫速度應(yīng)逐漸降低，并能緩慢均勻升溫。  
為了在高溫階段使溫度緩慢均勻上升，在生產(chǎn)中通常采用弱還原火焰燒成。同時還可以使窯內(nèi)溫度分布均勻，減少窯內(nèi)上下溫差，避免高溫火焰沖擊磚坯，達到“軟火” (均勻緩和火燒成)燒成要求。
     硅磚高燒成溫度不應(yīng)超過1430℃。
     硅磚燒成至高燒成溫度后，通常根據(jù)制品的形狀大小，窯的特性，硅石轉(zhuǎn)變難易，制品要求的密度等因素，給以足夠的保溫時間。硅磚燒成后的冷卻，高溫下(600～800℃以上)可以快冷，低溫時因有方石英和鱗石英的快速晶型轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生體積收縮，故應(yīng)緩慢冷卻。
    在制定燒成曲線時，除應(yīng)符合上述要求外，還應(yīng)考慮:
   1)原料的加熱性質(zhì)；
   2)加入物的數(shù)量和性質(zhì)；
   3)磚塊的形狀大小。其他如燒成窯的結(jié)構(gòu)、大小、裝窯方法、窯內(nèi)溫度分布等均有影響。

燒成升溫速度一般可劃分為如下幾個階段；

  溫度范圍，℃         升溫速度℃／h
    20～600             20
    600～1100           25
    1130～1300          10
    1300～1350          5
    1350～1430          2

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