作為耐酸磚產(chǎn)品開裂缺陷是一主要缺陷,,近年來(lái),有關(guān)廠家為了克服和降低開裂缺陷,,已做了不少的研究和總結(jié)取得了一定的成效,。但仍存在一定的問(wèn)題。因此,,對(duì)耐酸磚產(chǎn)品開裂缺陷進(jìn)行深入探討,,綜合分析并找出產(chǎn)生原因,提出解決的途徑和措施,,方能達(dá)到節(jié)能降耗,,提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加企業(yè)效益的目的,。
一:耐酸磚坯料大部分是由多種原料配制而成,,其開裂的形式和產(chǎn)生根源主要有兩個(gè)方面,一是受各種原料的性質(zhì)和配比的影響,,即耐酸磚開裂的內(nèi)在因素,;二是生產(chǎn)工藝控制因素。
(1) 配方中采用了游離石英含量高的原料,。
(2) 配方中可塑性原料含有較多粗顆粒的SiO2,,燒成時(shí)難以被共熔物熔融,冷卻時(shí)因晶體轉(zhuǎn)變而開裂,。
(3) 配方中Si02含量過(guò)高及顆粒過(guò)粗,,造成坯體先天不足,容易開裂,。石英顆粒粗細(xì)對(duì)防止開裂及改善耐酸磚熱穩(wěn)定性極為重要,。
(4) 配方中結(jié)晶水含量高的原料用量過(guò)大,,結(jié)晶水的分解溫度過(guò)于集中,也是造成開裂的重要原因,。
(5) 配方中各種原料配比不當(dāng)或原料選擇不好,,使坯料的可塑性較差,結(jié)合性不強(qiáng),,或者引入過(guò)多的強(qiáng)可塑性粘土造成坯體收縮過(guò)大,,水分難以排出而引起開裂。特別注意不宜將高可塑性主礦相相同的粘土原料使用過(guò)多,。
(6) 坯料中Al2O3含量過(guò)低,,熔劑量過(guò)高,坯體燒成范圍狹窄或液相粘度低都將會(huì)引起產(chǎn)品變形開裂,。故耐酸磚坯體Al2O3含量一般應(yīng)控制在18%~27%為宜,,最好不小于16%。
(7) 配方中含有較多收縮性較大的物質(zhì),,特別是粘土,,使坯體燒成收縮大,易產(chǎn)生變形開裂,。故控制燒成收縮率對(duì)解決耐酸磚開裂有重要作用,。
(8) 配方中熔劑量偏少,高溫時(shí)石英不能完全熔解于液相中或形成其它晶體,,會(huì)造成燒成開裂,。
(9) 對(duì)于帶釉耐酸磚(如釉面磚)開裂還與坯釉結(jié)合性能有關(guān),坯釉配方不匹配會(huì)造成坯釉熱膨脹系數(shù)也 不適應(yīng),。當(dāng)釉的膨脹系數(shù)大于坯的膨脹系數(shù)時(shí),,由于釉面在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生張應(yīng)力,引起釉面開裂,,當(dāng)坯體強(qiáng)度低時(shí),,會(huì)造成坯釉均裂。
耐酸磚開裂的內(nèi)在因素是多方面的,,但主要因素是原料的化學(xué)成分與工藝性能,,所以只有在選用原料 時(shí),對(duì)原料的工藝性能和化學(xué)成分有充分的了解,,對(duì)其進(jìn)行綜合考慮,,觀察耐酸磚坯體的化學(xué)成分、工藝性能是否合理,,能否保證生產(chǎn)工藝順利進(jìn)行,,只有這樣才能有效地減少開裂,提高產(chǎn)品合格率,。
二:耐酸磚開裂-生產(chǎn)工藝的影響包含原料,、坯體,、燒結(jié)
(1)耐酸磚開裂缺陷存在于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,在原料制備,、成形,、干燥、燒成工序等都會(huì)產(chǎn)生不同形狀的開裂,,但這些開裂的原因較多,,又不盡相同。原料處理不當(dāng)產(chǎn)生的開裂主要指從選料到制坯過(guò)程中,,由于不能有效地除凈雜質(zhì),,使坯料中含有一定的雜質(zhì)粗顆粒,,在制坯和干燥燒成過(guò)程中發(fā)生變化,,因而造成開裂,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面,。
(2)坯料在制備過(guò)程中含有雜質(zhì)或硬粒,,成形后周圍部分疏松,燒成后在硬粒周圍開裂,。開裂形狀是硬 粒處出現(xiàn)放射狀的數(shù)條裂紋,,呈雞爪形。
(3)坯料陳腐時(shí)間短,,泥料水分不均勻,,使坯體的各部分干濕度不同,在焙燒時(shí)坯體收縮不一造成開裂,。 開裂形狀為口裂,,即磚的邊部開裂。
(4)坯料制備,,泥漿磨得過(guò)細(xì),造成制坯或燒成中收縮過(guò)大而引起開裂,。
(5)配料中使用的石英,一定要控制其細(xì)度,,使坯料中的石英以微粒存在,。如果顆粒過(guò)粗,在燒成過(guò)程由于石英晶型轉(zhuǎn)變會(huì)使體積的變化較大造成坯體開裂,,開裂形狀為直線形或S形狀,。
(6)坯料磨得過(guò)粗,結(jié)合性較差,,降低了生坯強(qiáng)度和致密度,,易產(chǎn)生坯裂。這種開裂經(jīng)常發(fā)生在預(yù)熱排潮帶,,開裂形狀為邊部大口裂,。
(7) 層裂(夾層),。產(chǎn)生層裂的主要原因是壓制時(shí)排氣不良,在壓力作用下氣體被壓縮后在坯體內(nèi)部沿著 與加壓方向垂直的平面分布,,當(dāng)壓力撤除后氣體膨脹形成的層狀裂紋,。產(chǎn)生原因有:操作不當(dāng);粉料含水率太高,;排氣性能差,;粉料含水率大低,坯體強(qiáng)度低,,不足以克服少量殘留氣體膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力,;坯粉顆粒級(jí)配不良;坯體壓制壓力過(guò)大,,殘留氣體因過(guò)分壓縮而引起較大的膨脹,,使坯體成片狀平行分裂。
(8) 角裂(坯角開裂),。產(chǎn)生原因主要是由于角部填料太松,,引起磚坯角部強(qiáng)度低:由于磚坯外形設(shè)計(jì)不合理,在碼坯,,裝缽和搬運(yùn)時(shí)受到磕碰,。
(9) 膨脹裂。這種裂紋形狀是垂直磚面邊部呈微小裂紋主要原因是脫模時(shí)模套下降太快,,磚坯迅速膨脹,,產(chǎn)生了較大的應(yīng)力。
(10) 中間裂,。因填料不均勻,,不平整,壓制成形后半成品密度差別大形成中間開裂,,開裂形狀為裂成兩半,,坯裂均發(fā)生在密度小的一面。
三:燒成過(guò)程產(chǎn)生的開裂主要是指從產(chǎn)品入窯到燒成產(chǎn)品后的開裂,。此階段開裂缺陷也是開裂最主要的階段有大口裂,、中部開裂、微細(xì)裂紋,、風(fēng)裂(冷卻裂)等,。
大口裂。一般發(fā)生在預(yù)熱階段,,坯體在排除機(jī)械結(jié)合水和吸附水階段(窯內(nèi)溫度為100〜250℃),,水分由內(nèi)部擴(kuò)散到表面。在蒸發(fā)過(guò)程中如果升溫太快,,由于氣化膨脹,,張力大于生坯間的內(nèi)聚力時(shí)就產(chǎn)生開裂,。這種在排除水分過(guò)程中的開裂會(huì)形成大口裂。反應(yīng)在工藝上則與多種因素有關(guān),,例如原料的粗細(xì),、配方是否合理,特別是粘土的配入量是否適當(dāng),、坯體的結(jié)合性能,、干燥性能等,這些均與大口裂有直接的關(guān)系,。其次在400〜650℃是高嶺土蒸發(fā)結(jié)晶水排出階段,,這時(shí)結(jié)晶水劇烈氣化蒸發(fā),失重迅速增加,,粘土結(jié)晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞,,逐漸失去可塑性,坯體強(qiáng)度降低,,這時(shí)若燒成升溫制度不合理,,很容易發(fā)生開裂。
釉裂是指耐酸磚釉面產(chǎn)生裂痕或開裂主要有以下幾方面的原因:
(1) 坯釉配方不相適應(yīng),,釉與坯體的膨脹系數(shù)不匹配釉的膨脹系數(shù)大于坯的膨脹系數(shù),冷卻時(shí),,釉層收 縮大,,受到過(guò)大的張應(yīng)力而開裂。反之,,當(dāng)坯的膨脹系數(shù)大于釉的膨脹系數(shù),。在冷卻時(shí),釉面受到壓縮應(yīng)力,,所受壓縮應(yīng)力很少時(shí),,有助于提高制品強(qiáng)度,而應(yīng)力較大時(shí),,釉層有剝脫傾向,。
(2) 釉層過(guò)厚,也會(huì)產(chǎn)生釉裂,。這是因?yàn)檫^(guò)厚的釉層會(huì)減弱釉的彈性,,使坯釉的中間層難以緩和;釉層過(guò)厚,使釉的內(nèi)層在冷卻過(guò)程中不易散熱.熱平衡難以建立,,往往會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力,,使釉層開裂。
綜上所述,,解決開裂缺陷的重點(diǎn)應(yīng)該在窯爐結(jié)構(gòu)和燒成制度上下功夫,。耐酸磚開裂是一個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題,。各類缺陷的劃分特別重要,如劃分不合理,,找不到針對(duì)性的解決辦法,,會(huì)使關(guān)鍵問(wèn)題長(zhǎng)期得不到解決,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量,。另外,,開裂缺陷的劃分應(yīng)該從各廠的實(shí)際情況出發(fā),“對(duì)癥下藥“多方驗(yàn)證”找出真正產(chǎn)生裂紋的原因,,并根據(jù)裂紋特征,,尋求解決方法,找出產(chǎn)生裂紋的工序和不合理工藝參數(shù),,以使耐酸磚開裂缺陷得以徹底克服,。