[发明专利]耐火砖泥浆真空搅拌离心成型方法

说明书

随着工业技术的发展，高炉、平炉、电炉及其它热工设备对耐火制品不断提出了新的要求，这些要求主要表现在：

1、具有优良的耐高温性能;

2、内部组织均匀而致密;

3、强度高;

4、寿命长;

5、几何形状复杂而多样;

一般的标准耐火制品成型方法是机压成型（亦称半干法成型），这种成型方法适合于几何形状较简单的耐火制品。对于某些用于关键部位的组合砖或异形砖，由于其几何形状复杂、需要量不大，则通常采用手工成型。手工成型工艺复杂，往往是一砖一模。模具制作周期长、成本高、劳动强度大。而且烧成后的制品内部组织不致密、不均匀、气孔率高，高温性能远不及机压成型的好。由于这个原因，手工成型的组合砖或异形砖常常难以达到设计要求，影响热工设备的正常持久运行。

新近发展起来的浇注成型工艺，使异型耐火制品的品种结构发生了重大变化，制造了手工成型所不能制造的更为复杂的耐火制品。但因浇注料中加入了少量高铝水泥，使用中易与骨料反应生成硅铝酸钙和硅铝酸二钙，软化熔融产生大的收缩使组织结构劣化和不耐侵蚀，所以浇注料通常用高品位骨料弥补这一缺陷。在品位相同条件下，手工成型或用浇注成型的制品，高温性能远不及机压成型的制品。

本发明的目的在于提供一种耐火砖泥浆成型方法。这种方法使耐火制品能达到并超过机压成型法那样高的密度、理化性能，又能制造出手工成型和浇注成型那样几何形状复杂的组合砖或异型砖。

本方法的特征在于，料浆的临界颗粒尺寸约10毫米，料浆成型前经真空搅拌处理，以充分排除料浆中的气体，为进一步成型作准备，经过真空搅拌后的料浆浇注到石膏模中后，置于离心机上进行离心成型，料浆在离心力的持续作用下，构成紧密排列，其致密度和均匀性比机压成型更优。

真空搅拌、离心成型的主要工艺过程：

1、制作石膏母模

通常机压成型的母模是用钢铁材料制作。手工成型的母模是用木材制作，用这两种方法制作母模成本高，加工困难，制作周期长。本法则采用来源广、价廉而加工十分容易的石膏来制作母模。虽然石膏的强度远不及钢铁和木材，但因为本方法是采用离心浇注成型，各点受力小而均衡，故足以满足要求。

2、配制料浆

本法所用料浆与机压成型的配料基本相同，为适应离心成型的需要，应适当添加一定量水份。为减少料浆水份，增加料浆的流动性，本法所用料浆中含有适量分散剂。

3、真空搅拌

料浆配制好之后，其中含有大量气泡，如不驱除，则会使得成型后模坯的气孔率很高，组织不致密，一般的手工成型和浇注成型没有对料浆进行真空搅拌，往往制得的砖坯疏松多孔、耐压强度低。同时采用离心浇注法成型，临界颗粒为10毫米的料浆没有经过真空搅拌处理，其密度为2.46，而经过真空搅拌后其密度为2.62，密度提高了0.16。

4、离心成型

将经过真空搅拌后的料浆浇注到母模之中，再置于离心机上成型。料浆中的粒子在离心力的作用下构成紧密排列，使得砖坯的密度增高。常规浇注法成型后的砖坯密度为2.15，而离心浇注成型的密度上升到了2.46，比常规浇注法提高了0.31，达到或超过了机压成型的密度。正是由于采用了真空搅拌和离心成型法，使耐火制品的组织变得致密、均匀，其耐火性能和其它技术指标远高于手工成型和一般浇注成型的组合砖或异形砖。

离心成型时，砖坯的密度随着离心力的增大而提高。当半径一定时，角速度达一定值时，密度最大，这一速度称为临界速度，其大小随料浆临界颗粒大小而异。临界粒度为10毫米，密度随角速度变化如图1所示。通常离心时间为10分钟左右。

成型后的烧制与常规工艺相同。

真空搅拌、离心成型法与其它成型法效果对比：

1、密度高

同一品位和粒度的料浆用本法成型，所获砖坯的密度高于手工成型和一般浇注成型及机压成型。

2、组织均匀

本法成型比目前所采用的其它方法成型所获砖坯的密度和气孔率都均匀，不会产生层裂现象，颗粒无明显偏析，化学成分也均匀，无各向异性现象。图2是本法与机压成型法密度和气孔率的对比数据。

3、强度高

经本法成型后的耐火制品其常温耐压强度达到了机压成型法同一品位材料的常温耐压强度。

4、耐高温性能好

经本法成型的耐火制品的荷重软化温度为1460～1540℃，达到了同一品位的机压成型法制品的荷重软化温度。

5、重烧收缩小