以粉煤灰、漂珠為原料，采用半干法沖壓成型生產(chǎn)輕質(zhì)磚需耗用大量漂珠(用量一般不低于40%)。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，濕法排灰給環(huán)境造成的危害及水資源的浪費(fèi)引起大家的關(guān)注。國(guó)內(nèi)電廠紛紛對(duì)排灰方式進(jìn)行改造，漂珠資源日漸枯竭，漂珠價(jià)格上漲，使輕質(zhì)隔熱磚的材料成本大幅度上揚(yáng)。此外，沖壓成型壓制的產(chǎn)品密度不均勻，尤其底邊致密度不夠，加之壓制過(guò)程氣體不易排出，形成層裂造成大量廢品。這就限制了輕質(zhì)隔熱耐火磚生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
本次以粉煤灰、漂珠、高鋁礬土熟料等作主要原料，利用復(fù)合燒失法，采用液壓振動(dòng)成型設(shè)備生產(chǎn)輕質(zhì)隔熱耐火磚，不僅克服了沖壓成型工藝的不足，且降低了材料成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，取得了較好的效果。
原材料
選用粉煤灰、漂珠、礬土熟料、耐火粘土及自粉的廢磚為主要原料。原料的物化性能見(jiàn)表1。
表1
漂珠、粉煤灰在配料前烘干、過(guò)40目振動(dòng)篩，避免因水份、不規(guī)則體、未燃碳和雜質(zhì)在磚坯燒成過(guò)程 中受熱炸裂，造成“爆面”和開(kāi)裂;耐火粘土晾曬后粉碎成100目以上細(xì)粉，以保證耐火枯土有足夠塑性、結(jié)合力和實(shí)現(xiàn)制品的燒結(jié);廢磚粉為生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢磚經(jīng)石輪碾粉碎后得到粒徑為2.5〜0mm的統(tǒng)級(jí)料;選用硬木橫鋸鋸沫，細(xì)度為0.5~0.1mm，使用前用水浸濕，并陳腐十天；聚苯乙烯提前七天左右膨化成Φ2〜0.5mm小球。
配比
根據(jù)輕質(zhì)隔熱耐火磚牌號(hào)指標(biāo)的要求，確定原材料配比(見(jiàn)表2)，外加(不同體積的)鋸沫和聚苯乙烯小球。
表2 隔熱耐火磚的配比
原材料按配比計(jì)量后，連同鋸沫和聚苯乙烯小球按“先輕后重，先熟料后生料”的原則倒入攪拌機(jī), 經(jīng)強(qiáng)制攪拌均勻，加入水和結(jié)合劑充分潤(rùn)濕。為防止物料結(jié)團(tuán)，在卸出時(shí)用自制打料機(jī)將物料打松散，陳腐8個(gè)小時(shí)待用。
成型
采用自制液壓式振動(dòng)成型機(jī)成型。設(shè)備最大激振力15kN，振幅3mm，激振頻率47.5Hz，激振時(shí)間8-9s，生產(chǎn)能力100塊/小時(shí)。
在配比合理及燒失物添加比例適當(dāng)?shù)那闆r下，振動(dòng)成型得到的坯體外形規(guī)整，棱角完好，尺寸準(zhǔn)確。反之，坯體的致密度不夠，尺寸不準(zhǔn)，四周易成網(wǎng)狀層裂，甚至不能成型。物料的成型性能與配方中熟料和生料的質(zhì)量比，攪拌后物料和添加燒失物體積比有關(guān)。熟料和生料的質(zhì)量比控制在1:0.23〜0.33時(shí)，攪拌后物料和燒失物的體積比控制在1: 0.58為宜。若熟料和生料的質(zhì)量比高于1:0.23，粘土粘結(jié)作用小，物料松散度過(guò)大，成型后坯體脹裂，尺寸不穩(wěn)，還體強(qiáng)度差;燒失物體積加入過(guò)多時(shí)，也引起此現(xiàn)象。反之，則物料松散度不夠，易結(jié)團(tuán)，坯體表面孔洞多，底部不致密，物料多時(shí)引起上表面突起。另外設(shè)備的振幅、激振力和激振時(shí)間也是影響成型的重要因素。
干燥與燒成
坯體成型時(shí)含水率高達(dá)26% —28%，干燥時(shí)要緩慢升溫，防止坯體因水分急速外排引起磚坯開(kāi)裂和形變。坯體在4x50m隧道式干燥窯按2車/小時(shí)的制度進(jìn)行干燥，干燥后坯體含水率<5 %，有一定強(qiáng)度，無(wú)裂紋和形變。考慮到坯體中有大量的燒失物且400~700℃時(shí)坯體中結(jié)合水逸出及1050℃以后磚坯的燒成收縮明顯加強(qiáng)，此時(shí)的升溫速度應(yīng)相應(yīng)緩慢，另外，燒失物的燃燒需消耗大量的氧，為使制品不出現(xiàn)'‘黑心”，在燒成前期應(yīng)有較強(qiáng)的氧化氣氛。依此擬定燒成制度，在隧道窯1320℃保溫2小時(shí)。燒成制品呈米黃色，聲音清脆，無(wú)裂紋、形變和層裂，邊角致密，據(jù)開(kāi)后斷面均勻，燒成收縮2.33%。
制品性能及應(yīng)用
制品性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3
表3 制品性能
從以上測(cè)試結(jié)果可以看出，輕質(zhì)隔熱耐火磚的指標(biāo)超過(guò)了GB3995-1983中對(duì)同牌號(hào)產(chǎn)品的要求。由于配方中引入了燒失物，降低了粉煤灰、漂珠的用量，使因粉煤灰、漂珠質(zhì)量波動(dòng)對(duì)制品的影響程度降低，制品基質(zhì)的穩(wěn)定性和高溫性能得到了提高;同時(shí)，在激振力的作用下，物料在模具內(nèi)重新被均勻分布，也使制品個(gè)體與批量的差異減少，批量產(chǎn)品質(zhì)量均一性得到提高。
此外，燒失物替代部分漂珠，使配方中漂珠用量大幅下降，制品材料成本與原配方相比降低約30%。