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什么是隧道窯的合理冷卻時(shí)間?
  中國磚瓦工業(yè)協(xié)會  [2016/4/7]  
摘要:

  燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品最終強(qiáng)度值和強(qiáng)度的均勻性取決于產(chǎn)品中所形成的物相和冷卻速率。這一問題往往沒有引起人們的重視。燒結(jié)后產(chǎn)品中每一物相所具有的熱膨脹值對產(chǎn)品總的熱膨脹的影響和它們所存在的量成正比。熱膨脹,確切地說應(yīng)是收縮,于冷卻階段在產(chǎn)品內(nèi)部建立了應(yīng)力,而這種應(yīng)力可能會引發(fā)裂紋,導(dǎo)致強(qiáng)度的損失。冷卻速度越快,產(chǎn)品內(nèi)部存在的溫差就越大,也就會引發(fā)更大的應(yīng)力。在任一特定的溫差下,應(yīng)力形成的大小則取決于各種物相熱膨脹的大小。燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品遠(yuǎn)非是均質(zhì)物體,它們可能有4~8個(gè)獨(dú)立的基本物相,而這些物相對產(chǎn)品最終性能有著重要的影響。由于磚瓦原材料的多樣性和地域性,其成分非常復(fù)雜,沒有兩個(gè)工廠能夠生產(chǎn)著性能完全相同的產(chǎn)品就是明證,所以必須要考慮到焙燒后產(chǎn)品中各物相之間的關(guān)系。根據(jù)美國的研究結(jié)果表明:在相當(dāng)致密的兩物相中,當(dāng)兩物相的線性熱膨脹系數(shù)相差40×10-7cm/cm/℃或更大時(shí),較弱的物相將會由于冷卻應(yīng)力而會產(chǎn)生裂紋。因?yàn)檫@些物相的顆粒尺寸很小,所以這種裂紋稱為現(xiàn)微裂紋。業(yè)已證明兩種可以相容的物相在熱膨脹系數(shù)上的差別為4×10-7cm/cm/℃。從這一結(jié)論,人們就可以理解到相互在一起的物相對顯微結(jié)構(gòu)裂紋是否出現(xiàn)的重要性。顯微裂紋是產(chǎn)品完全破壞的開始。當(dāng)顯微裂紋出現(xiàn)后,產(chǎn)品的強(qiáng)度就會降低,而且產(chǎn)品相互之間的強(qiáng)度值也不穩(wěn)定。當(dāng)不規(guī)則的顯微裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展后,此時(shí)其微觀裂紋也就成為了宏觀裂紋,整個(gè)制品的強(qiáng)度就被削弱。在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場,如果出現(xiàn)由于冷卻造成宏觀裂紋(俗稱驚裂),其敲擊聲是沉悶的,無驚裂的是清脆聲。

    就單一物質(zhì)的熱膨脹系數(shù)而論,可判斷出燒結(jié)產(chǎn)品中各物相的互容性。對常見的莫來石+石英+玻璃體的坯體,如果迅速冷卻,要防止它的顯微裂紋是很困難的。在其它方面,如假硅灰石、透輝石、剛玉和鐵礦物相的組合型坯體,例如用白云石質(zhì)粘土為原料的坯體,就能夠非常快的冷卻而不會出現(xiàn)宏觀裂紋和損傷坯體強(qiáng)度。石英的平均線性熱膨脹系數(shù)最大,為120×10-7cm/cm/℃,因此含游離石英量高的坯體,其冷卻性能非常敏感,亦即常說的石英晶形轉(zhuǎn)變時(shí)的體積收縮(575℃時(shí)α—石英轉(zhuǎn)變?yōu)棣隆⑹欠浅NkU(xiǎn)的階段)。所以在利用江、河、湖泥作原料時(shí),或是某些含砂巖的原料,應(yīng)特別注意焙燒過程的冷卻。

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