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陶粒的性质及制造

2020-04-01     浏览次数:349    
陶粒的性质
陶粒是一种在回转窑中经发泡生产的轻骨料。它具有球状的外形,表面光滑而坚硬,内部呈蜂窝状,有密度小、热导率低、强度高的特点。在耐火材料行业中,陶粒主要用于作隔热耐火材料的骨料。

陶粒分为黏土陶粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒和煤矸石陶粒。耐火材料主要使用页岩陶粒,其化学成分为SiO₂=58%-62%,A1₂O₃=19%-22%,Fe₂O₃=7%-8%。物理性能:堆积密度400-510kg/m³,筒压强度2.5MPa,耐火度1290℃,粒度10-5mm、5-3mm、3-1mm、1-0.3mm。

陶粒的制造
陶粒的生产包括原材料处理、配料、成型、预烧、焙烧、冷却和筛分等过程。其中,最为重要的是焙烧过程。焙烧过程中,料球软化并具有一定的黏度,料球中的发泡物质产生气体,促使料球膨胀,随后冷却形成多孔轻集料。

陶粒中各种化学成分的作用和控制范围如下。

①陶粒中的熔质物质为SiO₂、Al₂O₃,熔剂物质为CaO、MgO、Fe₂O₃、K₂O和Na₂O等。熔质物质含量越低,需要焙烧的温度越低。但比值过小时,液相黏度太小,膨胀气体容易溢出,对发泡不利。熔质与熔剂比值越高,需要焙烧温度越高,液相黏度太高,也对发泡不利。经验说明:熔质和熔剂的比例为3.5-10时,有良好的膨胀性能。

②SiO₂的含量宜控制在55%-65%,A1₂O₃的含量宜控制在13%-23%。

③CaO、MgO的含量宜控制在6%-8%。钙、镁是助熔物质,起稀释液相的作用。但是,钙、镁含量过高,缩小焙烧温度范围,降低发泡性能,并导致结圈。同理,K₂O+Na₂O的含量以2.5%-5.0%为佳。如果钾、钠过高,液相黏度太低,不利于膨胀。

④Fe₂O₃的含量4%-10%。Fe₂O₃含量过高,缩小焙烧温度范围;Fe₂O₃含量过低,发泡物质含量不足,致使陶瓷的体积密度偏高。陶粒的膨胀类似于漂珠,也是碳-铁氧化-还原反应。
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