Глиняные кирпичи

Глиняный кирпич - это огнеупорный продукт с содержанием Al2O3 от 30% до 48%, произведенный из огнеупорной глины. Глиняные кирпичи широко используются во многих тепловых установках, таких как доменные печи, горячие воздухонагреватели, футеровка стальных барабанов и системы заливки стали. Их производство составляет более половины от общего объема производства огнеупорных материалов. Глиняные кирпичи делятся на такие виды, как обычные глиняные кирпичи, многоклинкерные глиняные кирпичи, целые необработанные глиняные кирпичи и высокосиликатные глиняные кирпичи.
Обычные глиняные кирпичи относятся к видам с содержанием Al2O3 от 36% до 42%, с высокой производительностью и широким применением. Обычные глиняные кирпичи изготавливаются из мягкой глины с высокой пластичностью и большой дисперсией, а также некоторого количества глиняного клинкера. Они в основном делятся на глиняно-клинкерные кирпичи и каолиновые клинкерные кирпичи. Их основная высокая температура плавления составляет 1750 °C для специальных сортов, 1730~1750 °C для изделий первого сорта, 1670~1730 °C для изделий второго сорта и 1580~1670 °C для изделий третьего сорта.
Многоклинкерные глиняные кирпичи относятся к продуктам, содержащим более 80% клинкера и менее 20% связанной глины. Поскольку большинство глиняных клинкерных кирпичей находится в бесплодном состоянии, они не поддаются деформации в процессе производства, что может обеспечить общий размер кирпича и сделать обожженные продукты идеальными по объему, механической прочности, термостойкости и высокой огнеупорности.
Целые необработанные глиняные кирпичи, также известные как кирпичи без клинкера, изготавливаются из жесткой глины или пирофиллитов с низкой пластичностью, слабой дисперсией и небольшим усадкой. Поскольку этот сырьевой материал изначально связывает меньше воды, хотя ему добавляется определенное количество внешней воды после дробления, он все равно может сохранить первоначальный состав частиц, поэтому нельзя добавлять дополнительный клинкер, и готовый продукт не будет усаживаться, поскольку клинкера нет.
Основные сырьевые материалы для высокосиликатных глиняных кирпичей - это бесплодная глина (кальцинированная жесткая глина, каолин или пирофиллит) и природный кварцевый песок. В зависимости от различных типов сырья высокосиликатные глиняные кирпичи можно разделить на кварцево-каолинитовые высокосиликатные кирпичи и кварцево-глиняные высокосиликатные кирпичи. Максимальное содержание SiO2 в первых может достигать 75%~80%, температура плавления больше 1710°C, а видимая пористость обычно больше 25%. Последние изготавливаются из глины, содержащей кварцит, или в обожженной жесткой форме.
Кварцевый песок добавляется в глину для подготовки. Температура плавления продукта низкая, обычно между 1610~1700 °C. Высокосиликатные глиняные кирпичи стабильны по объему при определенной температуре и не вызывают чрезмерного расширения или сжатия после длительного использования, а температура размягчения нагрузки также выше, чем у обычных глиняных кирпичей, что делает их очень подходящими для кладки регенераторов или футеровки стальных бочек.
Производство глиняных кирпичей в основном включает пять процессов: дробление и измельчение, дозирование и смешивание, формование, сушка и обжиг. Процесс формования имеет пластичный и полусухой методы, как указано ниже.
(1) Дробление и измельчение. Глиняный клинкер грубо дробится на куски размером менее 50 мм, а затем измельчается в агрегаты всех уровней 5~2 мм, и просеянные частицы подаются в мельницу для измельчения в мелкий порошок размером менее 0,5 мм. Связанная глина обычно сушится, затем грубо дробится, измельчается и мелко измельчается в порошок размером менее 0,5 мм, который смешивается с клинкером.
(2) Ингредиенты и смешивание. Соотношение глины включает клинкер, связывающую глину, воду и добавки между массовым и частичным соотношением. Количество добавляемой глины и воды варьируется в зависимости от метода формования. При пластичном формовании соотношение составляет: клинкер: глина 7~5:3~5, влажность 16%~20%; при полусухом формовании соотношение составляет: клинкер: глина 9~7:1~3, влажность 3,5%~8,0%. Все виды гранул добавляются в оборудование для смешивания по порядку, и добавляются различные связующие для получения однородной глины.
(3) Формование. Объемная плотность глиняных изделий составляет 2,0~2,1 г/см3 при формовании пластичным методом и 2,1~2,4 г/см3 при формовании полусухим методом.
(4) Сушка. Требуется, чтобы остаточное содержание физической влаги в высушенном кирпиче было менее 2%.
(5) Обжиг. Обжиг происходит в инвертированном пламени печи или туннельной печи. Обжиг в основном делится на четыре стадии:
1) Нормальная температура до 200°C: В это время температура не должна повышаться слишком быстро, чтобы избежать трещин. При обжиге в туннельной печи температура первого парковочного места № 4 не должна превышать 200°C.
2) 200~900°C: Повышение температуры на этой стадии должно быть ускорено, чтобы облегчить химическую реакцию органических веществ и примесей в заготовке. В период 600~900 °C в печи должна поддерживаться сильная окислительная атмосфера, чтобы избежать "черного" мусора.
3) 900°C до 1380°C: Повышение температуры должно быть стабильным на высокотемпературной стадии, продолжать поддерживать окислительную атмосферу, равномерно нагревать зеленое тело и также предотвращать трещины в кирпичах. Поскольку усадка при спекании очень сильна при высоких температурах выше 1100°C, с коэффициентом усадки до 5%, важно поддерживать плавный температурный градиент и устранять внутренние напряжения. Температура остановки огня для глиняных изделий обычно выше температуры спекания на 100~150 °C, если диапазон температуры спекания используемой глины узкий, температура остановки огня должна быть соответственно ниже, и более подходящей будет около 50~100 °C. Температура обжига глиняных изделий должна обеспечивать полное размягчение связанной глины, чтобы реакция с поверхностным слоем мелкого порошка клинкера и грубых частиц полностью осуществлялась, чтобы достичь цели связывания частиц клинкера и получения соответствующей прочности и объемной стабильности продуктов. Температура обжига обычно составляет 1250~1350 °C. Если содержание Al2O3 высокое, температура обжига продукта должна быть соответственно повышена, около 1350~1380 °C. Время удержания при спекании обычно составляет 2~10 часов, чтобы обеспечить достаточную реакцию в продукте и согласованное качество продукта.
4) Этап охлаждения: В зависимости от изменения кристаллической решетки продукта в секции охлаждения, скорость охлаждения должна замедляться быстро на высокотемпературной стадии выше 1000 °C, и скорость охлаждения должна замедляться при 1000~800 °C. На самом деле, в реальном производстве фактическая скорость охлаждения не приведет к риску холодных трещин для продукта.