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耐火材料設備成型的結構特點及方法

 耐火材料設備成型一般借助于外力和模型,將適合于某種成型操作的泥料(或混合料)加工成具有一定形狀、尺寸和強度的坯體或制品的過程為成型。然而,最新開發的自流澆注料的施工基本上是不需要外力的。

 成型首先是為了滿足制品的使用要求,耐火材料砌筑時要求制品具有一定的形狀、精確的尺寸和足夠的強度。其次,成型也是提高制品理化性能的有效手段,通過成型可以改善制品的組織結構。此外,成型也是耐火材料生產后序工序的要求,如搬運、干燥、燒成,尤其對燒成時的碼磚方式有很大影響。

 耐火材料設備的成型方法很多,常用的成型方法有積壓成型、振動成型、擠壓成型、搗打成型、等靜壓成型、熔鑄成型、注漿成型等。

 杜甫機械目前耐火材料設備生產中使用最多的成型方法為機壓成型法,該法使用壓磚機和鋼模具將泥料壓制成坯體。因一般采用含水量約為5%的半干泥料,故也稱為半干法成型。機壓成型具有坯體結構致密,強度高,干燥和燒成收縮小,尺寸易控制等特點。機壓成型按加壓方式又可分為單面加壓和雙面加壓兩種,后者可減少坯體的層密度現象。

 那么選擇何種成型方法主要根據泥料性質、坯體形狀、尺寸及其他工藝要求。除絕大部分耐火材料采用機壓成型外,振動成型一般用于成型大的異形坯體,擠壓成型一般用于管狀坯體的成型,注漿成型一般用于中空壁薄的坯體成型。等靜壓成型目前用于高性能耐火材料的生產。當然,成型方法的選擇還受到生產廠設備條件的限制,因而某些制品就不能采用最佳的成型方法。在這種情況下,企業應在滿足制品技術要求的前提下,選擇其他較為合適的成型方法。

   耐火材料設備壓磚機成型的特點與所用的半干泥料的性質密切相關。用于機壓成型的泥料含水量較低,必須借助較高的成型壓力使泥料顆粒重新排列。加壓時泥料發生彈性變化和脆性變化,并排除空氣,在機械結合力、靜電引力以及摩擦力等的綜合作用下,泥料顆粒相互結合成坯體。對于不同的泥料,因顆粒形狀、含水量、細粉及結合劑等的不同,上述各種作用的程度有不同。因此,制定成型制度時應充分考慮到各種泥料的性質。

  從理論上講,壓磚機成型的壓力主要由兩部分組成:其一是克服泥料顆粒間摩擦力所需的壓力P1;其二是克服泥料與模具間外摩擦力所需的壓力P2。因實際生產中泥料性質的不均勻性等原因,上述成型壓力還須有一定的安全系數,而將這種力稱為過剩壓力P3。因此,成型所需的總壓力應為:P總=P1+P2+P3,實際上計算出上述幾種壓力是比較困難的,只能通過試驗或根據經驗,近似地確定出成型所需的總壓力,而且在生產中還應根據具體泥料的性質、設備狀況、天氣條件等隨時調整,以便成型出高質量的坯體。

  最后耐火材料壓磚機在產品成型時,坯體所受的外力被方向相反、大小相等的內部彈性力所均衡。但當外力取消后,釋放出的內部彈性力有使坯體在所有方向膨脹的傾向。這種內部彈性力引起坯體膨脹的作用稱為彈性后效(也稱為彈性滯后或彈性延遲)。彈性后效常引起坯體,密度降低甚至產生層裂,是坯體產生廢品的主要原因之一。成型時,坯體受壓方向上的壓力數倍于其他方向,因而彈性后效在受壓方向上也較大。彈性后效引起的坯體不均勻膨脹,加上坯體本身性質的不均勻性,往往造成坯體層裂。

  盡管產生層裂的原因很多,如泥料的性質、成型設備及模具、操作條件等。從成型角度講,能使坯體內的氣體順利排出的各種措施均是有效的。另外,增加加壓次數、延長加壓時間有是行之有效的辦法之一。通常所說的先輕后重、多次加壓的道理呀在于此。

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