9种常用耐火材料制品的成型方法介绍.docx

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1、9种常用耐火材料制品的成型方法介绍目录前言11 .机压成型法12 .可塑成型法23 .注浆成型法34 .等静压成型法45 .振动成型法46 .捣打成型法57 .挤压成型法58 .熔铸成型法79,热压成型法7前言耐火材料的成型是指借助于外力和模型将坯料加工成规定尺寸和形状的坏体的过程。成型方法很多，传统的成型方法按坯料含水量的多少可分为半干法(坯料水分5%左右)、可塑法(水分15%左右)和注浆法(水分40%左右耐火制品生产中根据坯料的性质、制品的形状、尺寸和工艺要求来选用成型方法。由于耐火材料工业的不断发展，成型工艺也在不断发展，连续铸钢用的铝碳制品采用等静压成型，特大型砖采用挤压法成型;微型制

2、品采用热压注法成型等。不管用哪一种方法，成型后的耐火制品坯体均应满足下列要求：(1)形状、尺寸和精度符合设计要求；(2)结构均匀、致密，表面及内部无裂纹；(3)具有足够的机械强度；(4)符合逾期的物理性能要求。1 .机压成型法机压成型法是目前耐火材料生产中使用最多的成型方法。该方法使用压砖机和钢模具将泥料压制成坯体。因一般机压成型均指含水量为4%9%的半干料成型方法，因面也称半干法成型。该法常用的设备有摩擦压砖机、杠杆压砖机和液压机等。机压成型过程实质上是一个使坯料内颗粒密集和空气排出、形成致密坯体的过程。机压成型的砖坯具有密度高、强度大、干燥收缩和烧成收缩小、制品尺寸容易控制等优点，所以该法

3、在耐火材料生产中占主要地位。机压成型时为获得致密的坯体，必须给予坯料足够的压力。这压力的大小应能够克服坯料颗粒间的内摩擦力，克服坯料颗粒与模壁间的外摩擦力，克服由于坯料水分、颗粒及其在模具内填充不均匀而造成的压力分布不均匀性，这三者之间的比例关系取决于坯料的分散度、颗粒组成、坯料水分、坯体的尺寸和形状等。虽然压力与坯体致密化的关系有若干理论公式可供计算，如坯体气孔随压力成对数关系而变化等，但通常用试验方法近似地确定坯体所需的单位而积压力，并依此决定压砖机应有的总压力。2 .可塑成型法可塑成型法（P1aStiCmou1ding）是指用可塑泥料制成坯体的方法。在耐火材料中，软质粘土加水调和后具有可

4、塑性。可塑在一定范围内随水分的增加由弱变强，因此，用于可塑成型法的泥料应含相当数量的软质粘土（一般为40%以上）和一定的水分（一般为16%以上）。通常是将预制好的坯料投入挤泥机中，挤成泥条，然后切割，再按所需要的尺寸制成荒坯，将荒坯用再压机压制，使坯体具有规定的尺寸和形状。可塑成型法多用来生产大型或特别复杂的耐火制品。与半干法相比，其缺点是坯体水分大，砖坯强度低，外形尺寸不准确，干燥过程复杂，收缩有时达到10%以上，因此，在耐火制品生产中，除部分制品外，一般很少采用可塑成型法。可塑成型法所用设备多为挤泥机和再压设备。有时用简单工具以手工进行，称为手工成型法。采用手工成型法时，坯料有的也不含粘土

5、，如镁砖及硅砖用卤水或石灰乳作为成型塑化介质。这时，手工成型料的含水量也较低，水分含量低于半干成型坯料含水量的上限。口）挤泥机生产在用挤泥机生产时，将制备号的泥料放入挤泥机中，挤成泥条，然后切割，按所需尺寸制成毛坯，再将毛坯用压砖机压制，使坯体具有规定的尺寸和形状。坯料的含水量与原料性质、制品要求有关。水分可按坯料中软质粘土的多少及其可塑性强弱进行调整。挤泥机的临界压力与坯料的含水量有关，水分越大，挤泥机的临界压力便越低。(2)手工成型采用手工成型时，坯料有时不含粘土，加镁砖及硅砖用卤水或石灰乳作为成型塑化介质，这时手工成型料的含水量也较低，水分含量近于半干成型坯料含水量的上限。3 .注浆成型

6、法注浆成型法是将泥浆注入石膏模型，借助于模塑吸水制成坯体的方法。注浆成型的方式有空心浇注、实心浇注、压力浇注、离心浇注、真空浇注等，其中空心浇注是最主要的浇注方式。注浆成型的方式有空心浇注、实心浇注、压力浇注、离心浇注、真空浇注等，其中空心浇注是最主要的浇注方式。(1)空心浇注空心浇注的特点是石膏模不带任何型芯，所以又称单面浇注或单面吸浆。泥浆注入石膏模型后，在模腔内壁形成坯体的外形。当干涸层达到一定厚度时，将多余的泥浆倒出，就形成坯体的内壁。用这种方式成型的坯体。其内外几何形状基本上是一致的。这种浇注方式适用于薄壁中空制品，如热电偶套管、用烟、球磨罐等。(2)实心浇注壁厚大件或外形复杂的制品

7、采用实心浇注方式，其特点是在石膏模腔内放置一个或几个型芯，以形成注件的内表面、所以又称为双面浇注或双面吸浆。泥浆倒入模型后，型芯和型腔两石膏壁同时吸浆，以缩短吸浆时间、决定注件形状。(3)压力浇注、离心浇注、真空浇注压力浇注、真空浇注和离心浇注均使用与上述浇注相同的方式，但增加加压、真空和离心设备，目的是减少泥浆中的空气，以提高注件的致密度和光洁度。注浆成型最重要的环节是泥浆的调制，一般要求泥浆容易流动，有粘性、脱模时间短、脱模后坯体强度大。不同材质的原料使用不同的悬浮介质，对于一些易与水化合的材料如CaO、MgO等，可用有机物（如无水酒精）作悬浮介质。石膏模型是注浆成型工艺不可缺少的，石膏模

8、型根据半水石膏粉与水拌和后形成二水石膏并具有固化的性质而制成的。石膏粉应纯净，加水后初凝时间不小于9min终凝时间不大于3min,以便于制模操作。4 .等静压成型法等静压成型法是在泥料各个方向上施加等同压力进行成型的方法。常用的应力传递介质为液体，如油、水或甘油等。因刹车油或无水甘油的可压缩性极小，几乎可以把全部压力传递到弹性模具上，故多用这两种液体作为压力传递介质。等静压成型的最大特点是泥料各部分受压均匀且压力很高，这样得到的坯体密度高且均匀，从而使坯体在烧成过程中的变形和收缩等大为减少，也不会出现一般成型法成型的坯体因密度差产生应力而导致的烧成裂纹，另外，等静虽成型的加压操作简单,成型压力

9、调节方便;成型用的橡胶或塑料模具制造方便，成本低廉，可反复使用;泥料中可不用或少用临时结合剂。等静压成型可用于压制一般成型法难于成型的形状复杂的大件及细长形的制品，如长水口、浸入式水口、风口砖、整体塞棒等。5 .振动成型法振动成型法是利用振动作用使泥料制成坯体的成型方法。振动成型方法的原理是物料在频率很高（一般为300012000次min）的振动作用下，质点相互撞击，动摩擦代替质点间的静摩擦，泥料变成具有流动性的颗粒，在自重和外力作用下逐渐堆集密实形成致密的坯体。振动成型时，由于振动输出的能量，颗粒具有三维空间的活动能力，颗粒密集并填充于模型的各个角落而将空气排挤出去。因此，即便在很小的单位压

10、力下也能得到密度较高的制品。在多种制品的成型中，振动成型能够有效地代替重型的高扭压砖机，如杠杆压砖机和水压机等.振动成型设备的结构形式有很多种，常用的有振动台式、带内部振动器和表面振动器等，其中以加压振动式最简单实用。加压振动即在振动台上的泥料上方再施加一个向下的压力，使泥料不单纯受到一个振动作用，而且还受到一个从泥料下方向上的有一定频率的冲击力，更有利于坯体的密实。振动成型适用于形状复杂及大型的制品，也适用于密度相差不太悬殊的物料的成型。由于成型时物料不受破坏，容易水化的物料如焦油白云石、焦油镁砂料等多用此法成型。6 .捣打成型法捣打成型法是用手动、风动或电动捣锤将泥料捣实成型的方法。风动捣

11、锤的动力为压缩空气，这是工厂常用的动力源。捣打成型法一般用于成型形状复杂、体积较大的制品，捣打成型的泥料水分大多控制在4%?6%的范围内，泥料的临界颗粒度比机压成型时要大，这有利于提高坯体的密度。捣打成型时一般是分层加料，应注意层间的紧密结合。因捣打成型法的劳动强度很大，这种成型法目前使用得较少。只有一些异型砖的时候会采用这种手工制法。7 .挤压成型法挤压成型法(extrusionmou1ding)是指强力挤压可塑性泥料使其通过孔模成型的方法。挤压成型与可塑成型都是采用可塑性泥料，两者的区别在于挤压成型需用强力挤压的挤压机，动力的来源为液压、压缩空气或机械加压，多用于特殊耐火材料的生产。特殊耐

12、火材料用的原料大多属于瘠性料，不具有可塑性。在挤压成型前必须将其塑化，通常加入塑化剂或粘结剂使其成为可塑料。工业生产中常用糊精、工业糖浆、装甲基纤维素、聚醋酸乙烯脂、聚乙烯醉等有机塑化剂。压成型是对放在模具型腔内的坯料施加强大的压力，迫使坯料产生定向塑性变形，从挤压模具的模孔中挤出，从而获得所需断面形状、尺寸并具有一定力学性能的零件或半成品的塑性方法。与冲压和冷锁工艺相比，挤压成型工艺适合铜铝和低碳钢等易形变且形状简单但变形量较大的工件。下面简单介绍下挤压成型工艺的特点有哪些：一、挤压成型的分类(1)正挤压：挤压过程中流动方向与凸模运动方向相同。(2)反挤压：挤压过程中流动方向与凸模运动方向相

13、反。(3)复合挤压：坯料一部分流动方向与凸模运动方向相同，另一部分流动方向与凸模运动方向相反。(4)径向挤压：挤压过程中流动方向与凸模运动方向成垂直角度。二、挤压成型的工艺特点(1)被挤压在变形区能获得更为强烈和均匀的三向压缩应力状态，这就可以充分发挥被加工本身的塑性。(2)挤压成型不但可以生产截面形状简单的工件，还可以生产截面形状复杂的工件。(3)挤压成型灵活性大，只需要更换模具等挤压工具，即可在一台设备上生产形状规格和品种不同的制品，更换挤压模具的操作简便快捷、省时、高效。(4)挤压制品的精度高，制品表面质量好，还提高了材料的利用率和成品率。(5)挤压过程对的力学性能有良好的影响。(6)一

14、次挤压即可获得更大的整体结构件。二、挤压成型的优点(1)提高原材料的变形能力。原料在挤压变形区中处于强烈的三向压应力状态，可以充分发挥其塑性，获得大变形量。(2)制品综合质量高。挤压成型可以改善原料的组织，提高其力学性能，其挤压制品在淬火时效后，纵向力学性能远高于其他方法，挤压制品的尺寸精度高、表面质量好。(3)灵活性大。挤压成型具有很大的灵活性，只需更换模具就可以在同一台设备上形状、尺寸规格和品种不同的产品，且更换工模具的操作简单方便、费时小、效率高。(4)工艺流程简单、设备少。相对于穿孔轧制、孔型轧制等管材与型材工艺，挤压成型具有工艺流程短等优点。三、挤压成型的缺点(1)制品组织性能不均匀

15、。由于挤压时的流动不均匀，致使挤压制品存在表层与中心、头部与尾部的组织性能不均匀现象。(2)挤压工模具的条件恶劣、工模具耗损大。挤压时坯料处于近似密闭状态，三向压力高，因而模具需要承受很高的压力作用。同时热挤压时工模具通常还要受到高温、高摩擦作用，从而大大影响模具的强度和使用寿命。(3)效率较低。除近年来发展的连续挤压法外，常规的各种挤压方法均不能实现连续。一般情况下挤压速度远远低于轧制速度，且挤压生产的几何废料损失大、成品率较低。8 .熔铸成型法熔铸成型法是配合料经高温熔化后直接浇铸成制品的成型法。因一般常用电弧炉熔化配合料，所以熔铸成型的制品亦称为电熔制品。熔铸成型的最大特点是将高温熔体直

16、接倒入模型中成型。这就要求模型具有很高的耐火性能、良好的透气性、较高的耐冲击强度和抗热震性能，面且不与熔体发生反应。常用的模型由石英砂、刚玉砂或石墨板等制成。熔铸耐火制品具有晶粒大、结构致密、机械强度高、耐侵蚀性好等特点，主要用于玻璃工业。9 .热压成型法热压成型法是在加热并同时加压的条件下，使泥料成型并烧结成制品的方法。热压工艺是把泥料的成型和烧成结合为一个过程。热压法的特点在于可获得致密度很高的特殊制品，其密度值几乎可达理论值。在高温下加压有助于坯体泥料颗粒之间的接触与扩散，从而降低烧结温度，缩短烧结时间。热压设备采用液压机和石墨模型，石墨模型可经受高温并在高温下承受较高的压力。模具的加热可用感应线圈或电阻加热，一般使用高频感