氧化铝砖的生产工艺

大多数形状简单、厚实的氧化铝砖类耐火砖多采用模压法工艺制造。所谓模压法(也称半干压法)，就是将含有少量黏结剂的、具有较粗颗粒与细粉配比的坯料，放在金属模型内，在压机上受压而成型。

对于耐火砖即模压成型来说，为什么泥料的粒度要强调粗、中、细的配合，在此，有必要专门说明一下。

第 一，将原料粉碎至一定细度，目的是使颗粒之间有较多的接触面，有利于固相反应和烧结，但对模压成型来说，并不完全是这样。因为粉料颗粒越细，其比表面积就 越大，粉料的松散体积也就越大，这就使模压成型时很难压得致密，并且容易产生层裂。相反，如果泥料都是较粗的颗粒，则同样难以压实，而且由于颗粒之间的接 触面减小，颗粒中心间的距离增大，不利于固相反应充分进行。因此要求在配料时有粗细颗粒搭配；第二，当用同种粒径做堆积时，其空隙率为26％～47.6％，欲获取最大的堆积密度，就必须采用不同粒径的颗粒来搭配，使小颗粒填充到大颗粒之间的空隙中去。第三，适当的颗粒搭配可以减少坯体收缩，有利于控制坯体的尺寸。当然，在成型尺寸很小的坯体时，上述三点就不一定过分强调。

模压成型用的粗颗粒，大多数是用磨得很细的粉料加入黏结剂，制成流动性好的较粗的粒子，这种粗粒子习惯上称为假颗粒。制取假颗粒或称造粒的方法有如下几种：

（1）普通法。将适量的黏结剂水溶液加入粉料中，混合后过粗孔筛，依靠黏结剂的黏聚作用，得到粒度比较均匀的团粒；

（2）加压法。把与黏结剂混合好的粉料，先压成块，再粉碎过筛成粗粒。其致密度和机械强度均较高，是工业生产中常用的方法；

（3）轻烧法。将球磨细粉用少量的水做成泥团，在较低的温度下煅烧，再粉碎过粗孔筛；喷雾干燥法。粉料加黏结剂制成浆料，再喷人造粒塔内雾化，雾滴被塔内热空气干燥而成粒。

模压成型的过程，归纳起来，应包括下面几个步骤：

（1）首先把原料加工成细粉和假颗粒；

（2）然后根据坯料要求，进行颗粒级配；

（3）再加入添加物、润滑剂、黏结剂等均匀混合成坯料(或称泥料)；

（4）最后称量入模，在压机上受压成型。

工业生产氧化铝砖用的大量假颗粒是用加压法或轻烧法制备的。轻烧法采用得更多一些，即将Al2O3球磨细粉净化脱水后的泥饼(含水量约20％)在窑中轻烧，温度为1170—1250℃并保温5h。出窑后用颚式破碎机破碎，过2.362～1.651mm筛并用电磁除铁器除铁，制成最大粒径小于3mm的统料。

Al2O3细粉是用脱水泥饼经100℃烘干(含水量小于0.5％碾碎后过约0.417mm筛制成的。

用 氧化铝假颗粒或烧结刚玉颗粒作骨料、氧化铝细粉作基料制成的砖，称烧结刚玉砖；用电熔刚玉颗粒作骨料、电熔刚玉细粉或氧化铝细粉作基料制成的砖，称烧结电 熔刚玉砖；用氧化铝空心球作骨料、氧化铝细粉作基料制成的砖，称氧化铝空心球砖。在配料中，有时可加入少量的氧化钛、氧化镁、高岭土等作为矿化剂。

坯料的成型黏结剂可用羧甲基纤维素、糊精、磷酸铝、硫酸铝、水等。例如，烧结纯刚玉砖的配比为：50％～60％的氧化铝假颗粒骨料)，40％～50％的氧化铝细粉(基质料)，外加质量分数为2％的羧甲基纤维素水溶液7％～8％。按配方组成称量后，在型搅拌机中均匀混合制成坯料。混料时，先将假颗粒投入搅拌机中，加入2％的结合剂，混合数分钟后再加入细粉混合数分钟，最后再加入5％的结合剂，继续混合15min左右后出料。然后将坯料称量人模，在油压机或摩擦压机上用60.0—100.0MPa的压力成型，标准砖的砖坯密度大于2.0g／cm3。

模 压成型用的模具均是金属制的。成型模具对耐火砖的质量有很大的影响。如果模具与坯料接触部分的硬度不够均匀，在使用中就会出现软点，从而造成坑洼和波形 槽，致使出砖过程中砖坯出现层状裂纹；如果模具硬度太低，则磨损厉害，相对应的砖坯断面因之加大，出砖时，当加大的砖坯断面通过断面较小的部位时，砖坯受 到相当大的挤压力而产生树枝状发裂或嘴边裂纹；如果模具的刚度不够，砖坯会反复受到模具的弹性作用而造成纵向裂纹；如果模具的强度不够，则不仅会很快破 损，而且底板或冲头的变形也会造成砖坯的扭曲；如果模具的光洁度不够，则会加大顶砖的阻力，同时会因砖坯的上下压力差的加大而加大了砖坯的密度差。因此， 模具的材料选择、设计和加工是非常重要的。

一般要求模具具有高的耐磨、耐压、抗冲击性能。从强度、硬度和韧性综合考虑，目前耐火材料厂用于钢模具的材质主要是碳素钢和合金结构钢、工具钢、轴承钢等。

用这些材料加工的模具，须经化学热处理和淬火处理。淬火过程可能使模具产生内应力，因此在通常情况下，在200～350℃较低温度下作回火处理。