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泡沫法制造氧化铝轻质砖的工艺

用泡沫法可以生产体积密度较低的(0.4~0.8g/cm3)氧化铝轻质砖。这种体积密度低的氧化铝轻质砖,使用温度高、热导率低,是各种超高温窑炉使用极好的保温节能炉衬耐火材料。


(一)发泡剂及制泡


用泡沫法生产轻质砖时,多数采用松香皂做泡沫剂。


(1)泡沫剂的质量一般由泡沫的坚韧性、泌水量、发泡倍数3种性能来确定。泡沫坚韧性要求在2h后泡沫沉陷距离不大于15mm。泡沫的泌水量即在规定时间内的消泡量要尽可能减少。泡沫的发泡倍数达到33~36倍。


(2)松香皂的配制是称取37.5%的松香,破碎到粒度小于5mm,加固体苛性钠6.5%和加56%的水,在搪瓷盆中用电炉缓慢加热,溶解至全部皂化。冷却后用盐水洗2~3遍,再用清水洗2~3遍,即成发泡剂(松香皂)。


(3)用松香皂17%、骨胶(明胶)12%、水71%调制成乳浊液体,放人打泡机中搅拌打泡,其加入量约为打泡机容积的4%左右。打泡约15min即可制成容重为0.04~0.06g/cm3的泡沫状液体。打泡机为一卧式金属圆筒,在中心轴上装上用金属网制成的搅拌桨叶。


(二)氧化铝泥浆的制备


烧结α-氧化铝粉(工业氧化铝粉、刚玉粉):粒度小于200目,80%~95%;黏土粉:粒度小于200目,5%~20%;外加锯木屑3%(根据制品体积密度确定);外加水25%~30%;同时加入3%~5%的电解质(木质素磺酸钙和钾-铝明矾)以增加泥浆的稳定性。在卧式泥浆桶中搅拌泥浆,搅拌时间为15min,保持与打泡机同步。


(三)泡沫泥浆的制备


安装在高位的打泡机和打浆机要同步启动。制好的泡沫液先倒入低位卧式圆筒形搅拌机中。同时边搅拌边加入搅拌好的泥浆,再混合搅拌约10min制成泡沫泥浆。用控制泡沫泥浆密度的方法,生产不同体积密度的氧化铝泡沫轻质砖。要求泥浆与泡沫液的比例(体积比),控制在1:0.75~1.0,泥浆的密度可波动在0.54~1.05g/cm3。


(四)注浆成型与干燥


(1)注浆成型,采用注浆成型的泡沫法轻质砖,由于烧成后变形大,收缩大,必须对制品进行切磨加工。所以注浆模具设计要考虑到制品的烧成收缩和加工余量,一般放尺率为40%~50%,用木模或金属模浇注。在模板表面涂机油润滑,在木模下部垫1层纸,在金属模下部垫3层纸。



(2)干燥,在间歇式干燥炕的干燥室内干燥时,要在干燥炕上注浆。在干燥炕上先摆好模具,然后分别注浆,同时用专用工具(小耙子)搅动,以排除注入模子内泥浆的大气泡,最上部用平板刮平。当一个干燥间注浆完后,开始封门加热干燥。先在50~60℃干燥24h,使砖坯定型并提模脱模,然后提温在100~120℃干燥3~4天,砖坯残余水分小于5%。


(3)注浆,在隧道干燥窑中干燥时,要在干燥车上注浆。注浆时,从下层向上层依次注浆,每注满一车后立即送入隧道干燥窑中。干燥窑的入口温度为5060℃,出口温度为100~120℃。


(五)装窑与烧成


(1)装窑,由于采用泡沫法生产的轻质砖,体积密度小、耐压强度低,要采用搭架子方法装窑烧成。制品在燃油式或燃气式高温窑,用刚玉砖或电熔直接结合镁砖搭架子烧成。装窑高度:体积密度为0.8~1.0g/cm3制品坯体,可以侧装4个高度(约600mm);体积密度为0.6~0.8g/cm3得,可以侧装3个高度(约450mm);体积密度为0.4~0.6g/Cm3得,可以侧装1~2个高度(200~300mm)。


(2)烧成,制品烧成温度为1500~1600℃,保温4~6h,总烧成时间为50~60h。

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