耐火材料的燒成

更新時間：2024-06-03 點擊次數：1853次

　　燒成過程中的物理化學變化

　　耐火材料在燒成過程中的物理化學變化，是確定燒成過程中的熱工制度(燒成制度)的重要依據。

　　燒成過程中的物理化學變化主要取決于制品的化學礦物組成、燒成制度等。不同的制品物理化學反應不盡相同，耐火制品燒成過程大致可分為以下幾個階段:

　　1、坯體排出水分階段溫度范圍為10—200℃，在這一階段中，主要是排出磚坯中殘存的自由水和大氣吸附水。水分的排除，使坯體中留下氣孔，具有透氣性，有利于下一階段反應的進行。

　　2、分解、氧化階段(200—1000℃)

　　此階段發生的物理化學變化依原料種類而異。有排出化學結合水、碳酸鹽或硫酸鹽分解、有機物的氧化燃燒等。此外還可能有品型轉變發生或少量低熔液相的開始生成。此時坯體的質量減輕，氣孔率進一步增大，強度亦有較大變化。

　　3、液相形成和耐火相合成階段(1000℃以上)此時分解作用將繼續完成，并隨溫度升高其液相生成量增加，波相粘度降低，某些新耐火礦物相開始形成，并進行溶解重結晶。

　　由于液相的擴散、流動、溶解沉析傳質過程的進行，顆粒在液相表面張作用下，進一步靠攏而促使坯體致密化，使其強度增大，體積縮小，氣孔率降低，燒結急劇進行。

　　4、燒結階段

　　坯體中各種反應趨于完全、充分、液相數量繼續增加，結晶相進一步成長

　　達到致密化，即所謂"燒結”。

　　5、冷卻階段

　　從*高燒成溫度至室溫的冷卻過程中，主要發生耐火相的析晶、某些晶相的品型轉變、玻璃相的固化等過程。在此過程中坯體的強度、密度、體積依品種不同都有相應的變化。

　　燒結

　　燒結是燒成過程中*重要的物理化學反應。所謂燒結是物料經高溫作用，變成具有一定強度和氣孔率很低，甚至幾乎無氣孔的致密石狀物的工藝過程。

　　衡量燒結程度通常用灼減，密度，體積密度，氣孔率，吸水率，晶體粒徑，水化程度等指標。

　　燒結與致密的過程一般是相輔相成的，氣孔率降低，強度提高(硅酸鋁耐火材料的燒結就是典型的例子)。但并非都是如此，例如，在燒結時，氣孔率不降低甚至增高，而強度亦增大(直接結合碳化硅，硅質耐火制品)。所以，控制燒結過程，是目前工藝方面研究的重要課題。

　　燒成制度的確定

　　通常，耐火制品的燒成制度包括升溫速度、燒成*高溫度、在*高燒成溫度下的保溫則間以及冷卻速度和燒成氣氛等。

　　在燒成制度中，升溫速度或冷卻速度的允許值取決于坯料在燒成或冷卻時所受到的應力作用。這種應力主要來源于兩個方面，一種主要是由燒成過程中溫度梯度和熱膨脹或冷縮造成的，即所謂的熱應力；另一種是由于制品內部一系列物理化學反應、晶型轉變、重結晶、晶體長大等因素造成的。上述應力的產生和克服，除燒成制度外還與燒成前各工藝制度有關。但在工藝制度已確定的前提下，如何保證產品的質量，是確定燒成制度必須考慮的問題。