耐火砖成型工艺对耐火砖的作用及成型过程
发布日期： 2016-09-18 00:00:00 阅读量（463） 作者：耐火砖成型就是借助于外力和模型，压缩制砖料，使模内物质变成具有一定尺寸、形状、密度和强度的坯体。
一、成型作用
压制过程中，坯料的上部和下部受到巨大外力的作用，四周又受到模具的限制，被迫在一个狭小的模腔内形成高密度的坯体。受力后，首先是物料颗粒接近，随后颗粒之间密切接触，发生滑动、转动、劈裂等相对运动，彼此之间产生强大的互相作用力，如图7-16所示。
压制过程中，物料受到的正压力分为两部分：其一，是物料受到的净压力P1；其二，物料之间以及物料和模壁之间的摩擦力P2。模压成型时，由于制砖料之间的摩擦以及制砖料和模壁的摩擦，使施加于冲头上的压力随坯体高度变化而变化。一般情况下，离冲头越远，压力衰减越大。压制时，底垫所测压力与坯体高度的关系如图7-17所示。
由于摩擦力的存在.压制压力出现了衰减。由于压力的衰减，所得坯体的密度也是变化的。如图7-18所示是利用网格X射线照相法测出的圆柱状粉末冶金坯体内密度的变化情况。
模压成型时，物料受压后对模壁产生的压力叫做侧压力。侧压力与正压力的比值叫做侧压系数。
因耐火材料的泊松比为0.25-0.30，由式（7-3)可知成型时侧压力介于正压力的1/3-2/5之间。如果侧向压力增大时，模框的侧向变形将会增大，脱模需要的压力也将增大，这样就会增大弹性后效。
弹性后效是在除去压制压力时或砖坯脱模的过程中，由于弹性应变能的释放而引起砖坯体积或长度变化的现象。弹性变形能一部分来自砖坯本身，另一部分来自模框。弹性后效的表达式如下。
在压机强大的纵向成型压力作用下，制砖料在狭窄的模腔内被压实，模框也产生一定程度的横向压力（横向压力为纵向的1/3左右），砖坯和模框都会发生很大的弹性变形。当外力取消以后，砖坯的侧向膨胀受阻，只有向上膨胀，释放出贮存在其中的弹性变形能。另一方面，模框也要恢复原状，向内收缩，以释放出贮存在其中的弹性变形能。这样，减压过程中砖坯将受到由四周向中心的压力和从中心向上下的膨胀。也就是说，由于弹性后效，砖坯将会发生相当的变形。如果变形超过了最大允许值，或者膨胀不一致，或者坯体性质不均匀，都可能导致坯体出现裂纹，从而产生废品。
二、成型过程
制砖料含有耐火原料、液态结合剂和空气三相。在压制过程中，固相和液相量都没有变化，而空气的数量和制砖料的容积被压缩及减少。在强大外力的作用下，坯料被压缩，坯体中的颗粒发生位移、变形，重新分布和紧密接触，并将空气挤压排出。在机械结合力、静电应力、表面张力以及摩擦力的作用下，坯料产生内聚力，制砖料由此变成具有固定外形、尺寸以及致密结构和一定机械强度的砖坯。压制过程可用如图7-15所示的压力-压缩曲线表示。
由图7-15可知：耐火砖的压制过程分为三个阶段：
(1)快速压缩段
在压力作用下，坯体的颗粒开始移动，重新分布，形成较紧密的堆积，空气大量排出，体积迅速减少。
(2)减速压缩段
坯体被压缩至一定程度，所余空隙不多。坯体中的颗粒比较紧密地接触，形成拱桥结构，阻碍压缩进一步进行。外力增加后，颗粒首先加大弹性变形，接着发生滑动，颗粒堆积的拱架破坏，坯体得到进一步压缩。此阶段，压缩曲线呈台阶型，而且压缩变得越来越困难。
(3)饱和压缩段
坯体中没有什么可排出的空隙，很难被继续压缩。进一步加压，可以产生弹性变形，但对提高坯体密度的帮助不大。增高很大的压力，才能增加一点点压缩变形量。坯体的密度已接近极限值。
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