燃尽物法生产轻质隔热耐火材料
发布日期： 2018-09-11 10:11:04 阅读量（689） 作者：采用燃尽物法生产轻质隔热耐火材料，其工艺是在轻质隔热耐火材料料浆中加入适量稻壳粉、无机碳、高分子聚合物、锯木或淀粉及聚苯乙烯等物质,他们在制品的烧成过程中因烧失而形成气孔。以下简单介绍主要的造孔剂。
稻壳粉：含干物质91%,含水分9%,干物质中炭为20%(硅占95%左右)，木质素22%,纤维素38%,戊聚糖18%,其它有机物2%;稻壳中富含二氧化硅，主要分布在稻壳的外表内层，颗粒大小为50nm左右;作为造孔剂直接引入时，会增加还料中水的加入量，导致坯料的可塑性变差，并使制备的坯体产生较大的弹性形变，所以一般需先进行陈腐处理：同时也因为稻壳粉中富含二氧化硅，若能加以利用还可为镁硅系统良好的硅源,且极易燃尽;实际使用过程中由于稻壳粉的粒度、形状不均匀，在一定程度上会影响制品的强度，同时热导率略有上升，故一般先对其加入细磨合筛分，其加入量一般在8%~30%之间。
木炭灰：在坯料中引入木炭灰，试样的弹性后效和线变化率较小，但不易烧尽。在工业生产中常掺入少量的锯末来降低其影响。一般锯木:木炭=1:5或1:7(质量百分含量)。要求锯木通过3〜4mm的筛孔，木炭通过1.5〜2.5mm的筛孔。与此同时，由于锯木的引入导致颗粒增大，又会增加料浆中水的加入导致料浆的可塑性变差，降低制品的机械强度。
无烟煤，焦炭粉：特性跟木炭灰差不多，同样是不易烧尽;而且在试样干燥过程中线变化率很大，导致试样变型比较严重，进而影响制品的整体性能。
聚苯乙烯球：球体结构本身不吸水，因而可有效控制料浆中水份的加入量，料浆的可塑性也较好;采用浇注成型的方式制备出的试样，试样的弹性后效和线变化率都较小，也很易烧尽;但试样烧成过程的由于聚苯乙烯球的烧失会产生有毒气体，对环境有一定的污染并且成本较高。
总之，燃尽物法中引入的造孔剂应具有较高的挥发性或可燃性，在加热过程中易于排除，排除后基体中无有害残留物;由于造孔剂颗粒的大小和形状决定了多孔陶瓷材料气孔的大小和形状，故所选造孔剂需在烧成处理后能生成细小均匀的气孔;还应具有较小的弹性，以便于成型。
目前，鉴于燃尽物法生产工艺极为简单、开口气孔较多、制品性能稳定，国内外许多专家学者对其做了极为系统深入的研究。T.D.Senguttuvan等人通过在泥浆中添加聚合物海绵制备的多孔材料，通过对泥浆的含水量、干燥及烧成制度进行控制，能很好地解决材料的强度和开裂问题。采用一种具有三维网状结构和连通气孔的聚氨脂海绵作为骨架来制备网眼多孔陶瓷，用一种亲水憎水平衡值(HLB)大于12的表面活性剂溶液对海绵体孔筋表面进行改性处理，改善了海绵与水基浆料之间的粘附性，增加了浆料涂覆量。EvaGregor0W等人将面粉作为造孔剂引入氧化铝轻质材料中，制备出孔径在20~30nm的超微孔轻质材料，这种材料优势在于能通过微粉的粒度的调整精确控制气孔尺寸的均一性，保证较高强度的目的;而K.Prabhakaran等人成功利用小麦颗粒作为胶凝剂和成孔剂，制备出孔径在200nm~800nm、孔隙率67~76.7%、抗折强度2.01~5.9MPa的刚玉质轻质材料。但因这类方法不符合我国国情而未能推广应用。
在国内，轻质隔热耐火材料的采用，也改变了陶瓷窑炉结构的传统理念，江苏省宜兴某厂、天津大学、南京玻璃纤维研究设计院等单位共同试制的高温聚轻质耐火材料，在1200~1650℃温度范围内直接作为炉衬使用。这种砖是在高铝料或刚玉料中加进1.5~2.5mm的塑料小球成型后烧制而成的。使用后，能耗可降低30%,窑炉升温时间缩短40%,生产周期缩短1/3以上。德国里德哈姆窑炉公司开发的轻质窑车。由多种不同材质的耐火材料经一层一层的精心捣打而成。它是选用优质高铝锻烧料为骨料，以粘土为结合剂，采用塑性成型工艺，经1350℃高温烧成而得到分布均匀的球形孔组织的轻质隔热低蓄热窑车砌体。体积密度约0.8g/cm3。这种窑车衬体具有重量轻、强度高、保温效果好、高温荷载性能好、耐火度高等优点。
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