化學成份及物理性能是燒結磚廠家所必須掌握的基本知識面,筆者為何就這一簡單的基本知識解讀呢?其主要目的是為了很多電廠、煤礦及其他非磚瓦企業投資者們能熟識地掌握。就此敘述,供有關投資生產者參考。
一、 原料化學成份
評價某種物料是否能生產出燒結磚,其主要取決于它的物理性能,而化學成份對制品的性能具有間接的影響。在判斷原料性能時,化學的成份分析可以作為判斷的參考依據。化學分析通常測定二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、硫矸和燒失量等。SiO2(二氧化硅)是燒結磚原料中的主要成份,含量在55~70%之間,超過此含量時,原料的塑性大為降低制品的強度極限。Al2O3(三氧化二鋁)在制品原料中的含量以10~20%為宜,低于10%時制品的力學強度降低,高于20%時,雖然制品強度較高,但燒成溫度也高,耗煤量加大,并使制品的顏色變淡。Fe2O3(三氧化二鐵)是制磚原料中的著色劑,一般含量為3~10%為宜,含量過高時會降低制品的耐火度。CaO(氧化鈣)在原料中的石灰石(CaCO3)的形成出現,是一種有害物質,含量不宜超過10%,如含量過高時將縮小燒結溫度的范圍。當氧化鈣含量大于15%時,燒結范圍將縮小25℃,給焙燒操作造成困難,其顆粒較大于2mm時更易形成酥磚或引起制品爆裂,可導致坯體嚴重變形,如吸潮、松解、粉化等。MgO(氧化鎂)原料中的含量不超過3%,越少越好,其化合物如硫酸鎂在制品中會產生一種白色的泛霜,影響產品的質量。SO3(硫矸)在原料中的含量一般不超過1%,越少越好。硫矸在焙燒過程中的逸出,使制品發生膨脹和產生氣泡的原因。其它的含硫物也對制品有害,如硫酸鈣引起制品泛白和起霜,硫酸鎂能引起制品泛霜和膨脹。
原料化學成份的要求范圍一覽表
基本情況 |
要求程度 |
適用范圍(%) |
名稱 |
項目 |
化
學
成
份 |
SiO2 |
適宜 |
55~70 |
允許 |
55~80 |
Al2O3 |
適宜 |
3~10 |
允許 |
2~15 |
Fe2O3 |
適宜 |
10~20 |
允許 |
5~25 |
CaO |
允許 |
0~15 |
MgO |
允許 |
0~5 |
SO3 |
允許 |
0~3 |
燒失量 |
允許 |
3~15 |
石灰質含量 |
<0.5mm |
適宜 |
0~25 |
2~0.5mm |
允許 |
0~2 |
二、 原料物理性能
原料物理性能測試時,通常測定顆粒組成、可塑性、收縮率、干燥敏感性,燒結性等項目名稱。
1、 顆粒組成:原料的顆粒組成就是不同角度的顆粒在制磚原料中含量的數量化。原料顆粒的組成直接影響制磚的可塑性、收縮率和燒結性等性能影響很大,如果顆粒越細則可塑性越高,但收縮率也越大,干燥敏感性系數也越高。原料粒徑在小于0.05mm粉料稱塑性顆粒,粒徑在0.05~1.2mm稱為填充顆粒,粒徑在1.2~2mm稱為粗顆粒(骨架顆粒)。合理的顆粒組成應該是塑性顆粒占35~50%,填充顆粒占20~65%,骨架顆粒<30%。
2、 可塑性:原料加適量水分經攪拌和碾練之后,可以塑成任何形狀,這種特性稱為可塑性,原料的塑性指數表示原料是可塑狀態時含水率的變化范圍,并表示原料的可塑程度,其值等于液限與塑限之差。可塑性雖有利于擠出成型,但干燥和焙燒時容易產生裂紋,低塑性雖有利于干燥和焙燒,但又會給成型帶來困難。如果可塑性在小于7時,不僅擠出成型困難,而且影響強度極限。一般適合塑性指數為7~15。但如果制品孔洞率越高,孔型復雜,壁薄成型時需要的指數也越高。粘土的塑性指數較高,有的可達25以上,煤矸石較低,有的不到7,泥質頁巖常為7~18。
3、 收縮率:磚坯在干燥過程中,由于機械結合水的蒸發,使磚坯內的粒子互相靠攏,坯布體的體積有收縮的現象,此種情況稱為干燥收縮。這常以其收縮的長度結坯體原長度的百分比來表示,稱為干燥線收縮率。如果將干燥過的坯體加以焙燒,則在燒成過程中產生一系列物理化學反應和易熔雜質生成液態填充于顆粒之間,因而使坯體產生收縮,這種現象稱為燒成收縮,以其收縮的長度對干燥坯體長度的百分比來表示,稱為燒成收縮率。在生產中,要求原料的線收縮率小于6%,否則應對原料進行瘦化處理。坯體的收縮率是一種重要的性質,收縮過大的制品干燥時不宜過急過快,否則容易產生開裂,影響產品質量。
4、 干燥敏感性:磚瓦坯體含有大量水分,在干燥過程中,逐漸蒸發、干燥,其體積也逐漸縮小。但由于坯體內外干燥快慢不一致,外部干的快,內部干的慢,收縮也一致,外部收縮快,內部收縮慢。因此,坯體內部產生壓縮應力,坯體表面產生伸張應力,如干燥過程處理不當,坯體表面會出現開裂現象,這種現象稱為干燥敏感性。一般情況,泥料的塑性指數越高,其干燥的線收縮率和干燥敏感系數也越高。原料的干燥敏感性程度一般按照干燥敏感性系數的大小來表示的。 (中國磚瓦網 轉載請注明出處)
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