耐火砖是以耐火原料(如高铝矾土、硅石、镁砂等)经高温烧结而成的定型耐火材料,广泛应用于冶金、建材、化工等行业的高温设备内衬。其性能指标主要包括耐火度(≥1580℃)、荷重软化温度、抗热震性和抗侵蚀性等。
按高纯度、高密度、高精度愿景组织生产
北京联合荣大工程材料股份有限公司专利产品耐火砖的生产,就是按照 高纯度、高密度、高精度愿景进行的。其核心生产工艺流程如下:
一是原料制备。其包括选矿与破碎工艺:即首先将原料经磁选、浮选去除铁质和杂质,随后采用颚式破碎机粗碎至≤50mm,再采用圆锥破碎机中碎至≤10mm,雷蒙磨细磨至0.088mm以下,其中≤0.063mm颗粒占比应>60%
后续工艺包括配料与混炼:即采用三级配料系统(骨料60-70%、细粉30-40%、结合剂5-8%);高速混碾机干混3-5分钟,加水湿混8-12分钟至水分4-6%。
二是成型工艺。包括高压成型工艺。即摩擦压砖机,其压力80-150MPa,成型周期15-25秒/块;液压机,其压力100-300MPa,适合异型砖生产。
该工艺关键控制点是,坯体密度需达到理论密度的85%以上。
后续有干燥处理工艺。其主要设备包括隧道干燥器,其温度在110-150℃,干燥时间约24-48小时;残余水分需<1.5%,以防止烧成开裂。
三是烧成技术。首先,其装窑技术采用棚板装烧,装窑密度≤1.8t/m³;异型砖需使用专用垫砂防止变形。第二,烧成曲线。当室温分别在-600℃、600-1200℃、1200-1450℃时,其升温速率分别为每小时30-50、50-80、20-30;在1450℃保温状态时,升温速率在4-8小时。其关键反应分别为:排除结合水、碳酸盐分解、莫来石形成、烧结致密化。第三,冷却制度。即,急冷段温度在(1450-800℃)时,采用风机强制冷却,速率为80℃/h;缓冷段温度在(800℃-室温)时,采用自然冷却,防止冷裂。
耐火砖的质量控制要点如下:
一是原料控制。其Al₂O₃含量偏差应≤0.5%;Fe₂O₃含量应<1.8%(高纯制品要求<0.5%)。
二是烧成缺陷防治。防治裂纹,可控制干燥速率,800℃前升温速度≤60℃/h;防止变形,可确保窑车轨道水平度误差<2mm/m。
三是性能检测。应确保常温耐压强度≥35MPa;检测显气孔率,应让致密砖<18%,隔热砖>45%。
沿着智能制造、环保升级、新材料开发三大技术创新方向前进
北京联合荣大工程材料股份有限公司专家认为,今后耐火砖的技术创新方向如下:
一是智能制造。可采用PLC控制系统实现压力、温度闭环调节;机器视觉检测外观缺陷(精度0.1mm)。
二是环保升级。可采用余热回收系统,以降低能耗30%;采用干法除尘替代湿法除尘
三是新材料开发。可采用纳米添加剂(如α-Al₂O₃纳米粉)提升烧结活性;采用红柱石替代部分矾土原料改善热震稳定性。
总而言之,标准耐火砖生产是集材料科学、热工技术和自动控制于一体的系统工程。未来,耐火砖生产将向"高纯度、高密度、高精度"方向发展,建议同行重点关注原料标准化、烧成智能化和产品功能化三大领域。


图为耐火砖生产线的压力机