耐 火 制品烧成(firing of refractory products) 对耐火制品的坯体进行加热处理,使其达到烧结的工艺过程。烧成的目的是使坯体在高温作用下,经过一系列物理化学变化,气孔率降低、体积密度增大、强度增加,获得在使用温度下体积稳定并具有其它必要性能指标的耐火制品。 烧成过程的物理化学变化 耐火材料在加热和冷却过程中,进行着一系列物理化学变化。这些变化取决于耐火制品种类、所使用原料和制品的化学矿物组成。耐火制品的烧成一般分为升温、保温和冷却 3 个阶段。制品的烧结主要在前两个阶段进行。 升温阶段 从开始加热至最高烧成温度的阶段。这一阶段的温度变化范围较大。坯体内产生下列物理化学变化。 (1)水分排除。在温度范围为室温至 200℃期间,排出砖坯中残存的自由水和大气吸附水。水分的排除使砖中留下气孔,具有透气性。有利于下一阶段反应的进行。 (2)分解、氧化。在温度范围为 200~1000℃ 期间,各种制品因原料不同而发生不同的物理化学变化。粘土砖和高铝砖中结合粘土的杂质矿物及有机物质的分解和氧化,粘土矿物分解脱水并开始生成低熔液相,硅砖中的 Ca(OH)2 分解,石英发生晶型转变,%26beta;石英转变为 a 石英,CaO 与 SiO2 的反应亦在此阶段进行;镁砖则主要是氢氧化物及结构水的排除。砖坯质量减小,气孔率进一步增大,强度有较大的下降(如粘土砖、镁砖)或稍有提高(如硅砖)。 (3)形成液相或新的耐火相。温度在 1000℃以上,分解作用继续进行。随温度升高其液相生成量增加,新的耐火相开始形成,并进行溶解、重结晶。粘土砖及高铝砖在此阶段液相量大量增加,坯体剧烈收缩及烧结;硅砖中石英相转变速度大大增加,坯体密度显著下降;镁砖中出现固相反应,制品开始烧结。在这阶段由于扩散、流动和溶解一沉析等传质过程的进行,颗粒在液相表面张力作用下进一步靠拢而使坯体致密、体积缩小、气孔率降低、强度增大,烧结急剧进行。 保温阶段 亦称为烧结阶段,这时温度为最高烧成温度。在此阶段中各种反应趋于完全、充分,液相量继续增加,结晶相进一步长大而达到致密化即所谓%26ldqu o;烧结%26rdqu o;。特种耐火材料的固相反应及烧结亦在此阶段内完成。 冷却阶段 从最高烧成温度降至室温的冷却过程。此阶段中主要发生耐火相的析晶、某些晶相的晶型转变和玻璃相的固化等过程。粘土制品在冷却过程中莫来石缓慢析出,液相固化变成玻璃相并伴有收缩。硅砖冷却至低温阶段有方石英和鳞石英的快速晶型...