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高铝砖生产过程中原料颗粒级配不合理会有什么后果?

高铝砖生产过程中,原料颗粒级配不合理会在坯体成型、干燥、烧成以及成品性能等多个环节产生不良后果,具体如下:
坯体成型方面
坯体密度不均匀:如果大颗粒原料过多,小颗粒原料不足以填充其间隙,坯体就会存在较多孔隙,整体密度较低且不均匀;反之,小颗粒过多,大颗粒少,虽然坯体初期看起来比较致密,但小颗粒之间的接触点多,在压力作用下易产生相对滑动,也会导致密度不均匀。
坯体强度不足:合理的颗粒级配能使原料颗粒相互嵌锁,形成稳定的结构,增强坯体强度。级配不合理时,颗粒间的结合力弱,坯体在脱模、搬运等过程中容易出现掉角、缺边等破损现象,影响后续加工和产品质量。
成型困难:颗粒级配不合理会使原料的流动性变差。比如,大颗粒过多会导致原料在模具中不易填充均匀,小颗粒过多则可能使原料过于黏滞,都增加了成型的难度,难以获得尺寸精度高、形状规则的坯体。
干燥过程方面
干燥收缩不均匀:不同粒径的原料在干燥过程中的收缩程度不同。颗粒级配不合理会导致坯体各部位干燥收缩不一致,从而产生内应力。当内应力超过坯体的承受能力时,就会出现裂纹,严重影响高铝砖的质量。
干燥速度不一致:大颗粒周围的水分迁移路径相对畅通,干燥速度较快;小颗粒堆积紧密,水分排出困难,干燥速度较慢。这种速度差异会使坯体内部水分分布不均匀,进一步加剧干燥收缩的不均匀性,增加裂纹产生的可能性。
烧成过程方面
出现膨胀或收缩异常:在烧成过程中,原料颗粒级配不合理会导致坯体内部的物理化学反应不均匀。例如,大颗粒之间的孔隙在高温下可能会发生异常的烧结收缩,而小颗粒聚集区域则可能因反应过于剧烈而产生膨胀,这种膨胀和收缩的不协调会使砖体产生裂纹、变形等缺陷。
影响烧结致密化:合理的颗粒级配有助于在烧成时形成良好的颗粒堆积结构,促进颗粒间的物质传递和烧结颈的形成,从而实现致密化。级配不合理会使颗粒接触不良,烧结驱动力不足,难以达到理想的致密化程度,导致砖体内部存在较多气孔,降低其强度和其他性能。
成品性能方面
降低力学性能:由于坯体存在密度不均匀、内部缺陷等问题,高铝砖的抗压强度、抗折强度等力学性能会显著降低。在使用过程中,容易出现断裂、破碎等情况,影响其使用寿命和使用效果。
高温性能变差:原料颗粒级配不合理会使高铝砖的显微结构不均匀,在高温下容易出现局部的薄弱点,导致荷重软化温度降低、热稳定性变差。在承受高温负荷时,砖体可能过早发生变形、坍塌,影响窑炉等热工设备的正常运行。
耐侵蚀性下降:砖体内部的孔隙和缺陷为侵蚀介质提供了通道和反应场所,使得高铝砖在与炉渣、气体等介质接触时,更容易受到侵蚀,降低其耐侵蚀性能,缩短使用寿命。

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