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    一、粒度與顆粒尺寸分布
    粒度是指耐火原料的顆粒大小。顆粒尺寸分布(Particle Size Distribution,簡寫PSD)是指連續(xù)的、不同粒度級別(以mm,μm或篩孔網(wǎng)目表示)范圍內(nèi),各粒度級別的顆粒所占的重量百分比。粘土類原料的顆粒尺寸分布對其可塑性、干燥性能、燒成性能都有很大影響。原料的顆粒尺寸分布對耐火制品的體積密度、氣孔率、機械強度及熱震穩(wěn)定性等的影響也十分明顯。要想得到質(zhì)量穩(wěn)定的耐火材料,除對原料的化學礦物組成有所要求外,對其顆粒尺寸分布也應有明確要求。
    顆粒尺寸分布的測定通常用篩分分析與顆粒分析儀。篩分分析有干法篩分與水法篩分。由于受篩網(wǎng)孔徑的限制,篩分分析適合于做較粗顆粒(>10μm)的顆粒分布測定。顆粒分析儀通常用于黏土及微分等級細顆粒的尺寸分布測定。 [2]
    二、細度與比表面積
    細度表示粉狀原料的粗細程度,常以標準篩的篩余百分數(shù)或比表面積表示,也可用顆粒大小的百分比組成或單位重量物料的平均直徑來表示。細度與粒度沒有嚴格的區(qū)別,只是前者習慣于細粉狀原料粗細程度的表示。
    比表面積是指單位質(zhì)量的原料所具有的表面積,單位為m/g。比表面積分外表面積和內(nèi)表面積。理想的非孔性原料只有外表面積;但帶有氣孔的原料除外表面積之外尚有內(nèi)表面積。比表面積的測定方法較多,常用的有氣體吸附法、有機分子吸附法和透氣法等。
    三、可塑性與結(jié)合性
    物質(zhì)受外力作用后發(fā)生變形而不產(chǎn)生裂紋,在外力解除后,變形的形態(tài)仍然保留而不再恢復原狀的性能稱為可塑性??伤苄允墙Y(jié)合粘土的一個重要的成型工藝指標??伤苄耘c固體顆粒吸附水的性能、比表面積和水量有關,如黏土加水后,由于在大量黏土顆粒表面吸附一層水膜,使顆粒間既便于在外力作用下滑移,又具有一定的結(jié)合力,因而具有較高的可塑性。
    可塑性的測量有可塑性指數(shù)法與可塑性指標法,也有用可塑水分來衡量的??伤苄灾笖?shù)是指泥料呈可塑狀態(tài)時,含水量的變化范圍,其值等于液性限度(液限)和塑性限度(塑限)之差。液限是泥料呈可塑狀態(tài)時的上限含水量,當含水量超過液限時,泥料呈半固體狀態(tài)。液限與塑限之差,以百分數(shù)表示即為可塑性指數(shù)。
    可塑性指標代表泥料的成型性能。方法是將泥團加工成直徑為45mm的球體,置入可塑儀中,加重力壓縮至開始出現(xiàn)裂紋為止??伤苄灾笜耸悄嗲蛟谕饬ψ饔孟碌淖冃纬潭?,即應力與應變之乘積,計算公式如下:
    可塑性指標 S=(d-b)G
    式中:d——泥球原始直徑,cm;
    b——受重力壓縮后泥球的高度,cm;
    G——泥球受壓而出現(xiàn)第一條裂紋時的載荷,kg
    耐火黏土
    耐火黏土產(chǎn)品有多種形式,其基本質(zhì)量要求是氧化鋁高于38%(通常為42-47%)以及低鐵低堿金屬含量。這些產(chǎn)品可不煅燒或經(jīng)煅燒,并包括高性能煅燒產(chǎn)品如莫來石。
    耐火黏土(refractory clays)用于定形(shaped)和不定形(整體成形——monolithic)耐火材料的生產(chǎn)。磚(brick)產(chǎn)品包括耐火黏土磚(fire clay bricks),如高爐阻隔磚(checker bricks)和高氧化鋁磚(high alumina bricks),如用于水平感應電爐和垂直感應電爐襯里的支撐磚。在無定形料部門,有多種產(chǎn)品消費,如耐火黏土、超負荷用塑性料、高氧化鋁塑料、耐火黏土和高氧化鋁澆注料等。
    耐火黏土主要由水合鋁組成,其分子式為Al2O3·2SiO2·2H2O(即39.5%氧化鋁、46.5%二氧化硅和14%水)。在這組礦物中,高嶺土存象最為豐富。
    耐火黏土、燧石黏土(flint clay,或稱硬質(zhì)黏土hard clay)、球黏土(ball clay,或稱可塑性黏土plastic clay)和高嶺土(kaolins)。不過,其普遍的特點是,這些礦產(chǎn)都含有高嶺石,而其組成為20-45%Al2O3、〈3%Fe2O3和〈3%Na2+K2O。
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    自身屬性
    1、化學組成:主要成分決定該耐火材料的品質(zhì)和特點
    2、體積密度:單位體積重量,密度大,說明致密性好,強度就可能高,但導熱系數(shù)可能就大
    3、顯氣孔率:沒做具體要求,但作為生產(chǎn)廠家必須嚴格控制顯氣孔。
    4、荷重軟化溫度:也叫高溫荷重開始變形溫度,此參數(shù)很重要,標志材料耐高溫的抵抗能力
    5、抗熱震性能:抗溫度急劇變化而不被破壞的能力
    6、抗壓強度:承受(常溫)的最大壓力能力
    7、抗折強度:承受剪切壓力的能力
    8、線性變化率:也叫重燒線變化或叫殘余線變化,指每次在同等溫度變化中體積發(fā)生膨脹收縮的變化,如果每次膨脹收縮一樣,我們定義這樣的線性變化率為0
    理化性質(zhì)
    1、耐磨性:
    2、熱導率:單位溫度梯度條件下,通過材料單位面積上熱流速率,跟氣孔率有關
    3、耐沖擊性:不用解釋了吧,耐沖擊性好,使用壽命就長
    4、抗渣性:在高溫下抵抗熔渣侵蝕作用而不被破壞的能力
    為解決耐火材料壽命短的問題,一些企業(yè)開始開發(fā)節(jié)能產(chǎn)品,如用硅莫磚(高鋁碳化硅材料)代替熱導率較高的鋁尖晶石磚,以降低散熱損失、降低噸熟料熱耗,節(jié)約能源。并用鐵尖晶石磚代替直接鉻磚,取代鉻磚在回轉(zhuǎn)窯上的使用,有效避免鉻公害。
    事實上,水泥企業(yè)應針對水泥窯工藝條件及生熟料、燃料的要求,合理選用耐火材料,例如選用強度高、熱膨脹率小、抗熱震性好的高鋁磚,減少升溫時對耐火材料的損壞。同時要根據(jù)實際使用情況,優(yōu)化設計方案,提高精細化管理水平,提高水泥窯的運轉(zhuǎn)率,降低耐火材料噸熟料消耗。
    中國建材聯(lián)合會組織舉行的《水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程》審查會上,與會專家經(jīng)過審議并一致通過了標準送審稿。標志著國內(nèi)、外水泥窯用耐火材料第一部使用技術規(guī)程標準順利完成,將對推動水泥窯用耐火材料的標準化、促進行業(yè)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。
    當高嶺石在溫度逐漸升高條件下煅燒時,其礦物相不斷發(fā)生變化,在約550℃時生成亞高嶺土(metakaolin,Al2Si2O7)、在約1000℃時生成尖晶石(spinel,(Al2O3)2(SiO2)3+SiO2),在約1100℃時生成似莫來石(pseudo-mullite,[Al2O3·SiO2]2)。另一種“耐火黏土”產(chǎn)品是莫來石(3Al2O3·2SiO2),它能夠于1200-1500℃條件下煅燒高氧化鋁高嶺土和礬土質(zhì)(bauxitic)高嶺土制得。在這些溫度下,黏土的主要礦物相(main mineral phases)轉(zhuǎn)化為莫來石、方英石(cristobalite)和一種玻璃相(glassy phase)。
    ⒈耐火黏土
    這是一種富含在水合鋁中的硅質(zhì)黏土,具有高溫下不變形、不碎裂、不軟化及不膏體化的能力。低鐵、鈣及堿金屬,成分上接近高嶺土,煅燒后較好的品位至少含35%Al2O3(《采礦術語詞典》,美國地質(zhì)協(xié)會編)。
    ⒉燧石黏土
    一種平滑的、像燧石一樣的耐火黏土巖,主要由高嶺土組成,解理呈貝殼狀斷面,在水中抗熟化。在水中長時間碾磨會產(chǎn)生可塑性(《采礦術語詞典》,美國地質(zhì)協(xié)會)。
    ⒊熟耐火土
    它是用于耐火磚生產(chǎn)的混合料中的一部分,是由煅燒黏土(calcined clay)或再次碾磨磚(reground bricks)構(gòu)成的,也稱(黏土)熟料,英文名稱chamotte(《采礦術語詞典》,美國地質(zhì)協(xié)會)。
    ⒋水鋁石黏土
    這是一種主要由(硬)水鋁石(或稱—水硬鋁石<;水礬土>diaspore)組成,由耐火黏土粘結(jié)的材料。水鋁石黏土最純者在煅燒后往往含Al2O3 70-80%。
    ⒌中國黏土
    ●軟質(zhì)黏土(包括球黏土)、耐火黏土和高嶺土:<45%Al2O3
    ●燧石黏土(國內(nèi)俗稱“焦寶石”)、高嶺土和高氧化鋁礦石:>45%Al2O3
    ●高氧化鋁黏土熟料(也稱“熟礬土”):75-90%Al2O3
    ⒍耐火泥/耐火黏土灰漿
    與煅燒耐火黏土或破碎耐火黏土磚,或二者兼而有之的生耐火黏土(raw fire clay),其所有成分均碾磨到適當?shù)募毝龋ā恫傻V術語詞典》,美國地質(zhì)協(xié)會)。
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