第二章---耐火材料的生产基本工艺原理ppt课件.ppt

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1、中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二章第二章 耐火材料的生产基本工艺原理耐火材料的生产基本工艺原理中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识大型液压耐火材料成型机 耐火材料干燥设备 耐火材料烧成设备 中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二章第二章 耐火材料的生产基本工艺原理耐火材料的生产基本工艺原理 耐火材料的加耐火材料的加工工1 耐火材料的成型

2、工艺耐火材料的成型工艺3 3 坯料的制备坯料的制备2 2 耐火材料的烧成耐火材料的烧成5 耐火材料的干燥耐火材料的干燥4中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工选矿与提纯选矿与提纯原料的煅烧原料的煅烧原料的破粉碎原料的破粉碎机械化学和超细粉机械化学和超细粉助磨剂助磨剂中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 选矿是利用多种矿物的物理和化学性质的差别，将矿

3、物集合选矿是利用多种矿物的物理和化学性质的差别，将矿物集合体的原矿粉碎，并分离出多种矿物，加以富集的过程。采用那种体的原矿粉碎，并分离出多种矿物，加以富集的过程。采用那种选矿方法，首先取决于矿物中各种矿物的物理性质选矿方法，首先取决于矿物中各种矿物的物理性质。按颗粒的粒度进行选矿，主要用于松散的小颗粒的或土状岩按颗粒的粒度进行选矿，主要用于松散的小颗粒的或土状岩石，如砂、粘土，此时，可采用水淘洗或利用空气分离法进行选石，如砂、粘土，此时，可采用水淘洗或利用空气分离法进行选矿。矿。按颗粒的形状来选矿，它用于具有片状的或针状的结晶（如按颗粒的形状来选矿，它用于具有片状的或针状的结晶（如云母、石墨、

4、石棉等）矿物。这种形状的颗粒，大部分都通不过云母、石墨、石棉等）矿物。这种形状的颗粒，大部分都通不过圆孔筛。圆孔筛。按照密度来进行选矿它是由密度相差很大而颗粒大小相同按照密度来进行选矿它是由密度相差很大而颗粒大小相同的矿物构成的松散物料，经过淘洗或空气分离器，密度大的矿物的矿物构成的松散物料，经过淘洗或空气分离器，密度大的矿物降落在近处，而密度小的矿物则落在较远处。降落在近处，而密度小的矿物则落在较远处。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 浮选法选矿是利用矿物被液体所

5、润湿程度的差别来进行的。浮选法选矿是利用矿物被液体所润湿程度的差别来进行的。重液选矿法亦称重介质选矿法，这是利用矿物的密度差在重重液选矿法亦称重介质选矿法，这是利用矿物的密度差在重液中进行分离的方法。液中进行分离的方法。磁力选矿法是基于不同的矿物具有不同的导磁系数磁力选矿法是基于不同的矿物具有不同的导磁系数。电渗选矿法的原理是利用悬浊液的质点（如粘土、高岭土）电渗选矿法的原理是利用悬浊液的质点（如粘土、高岭土）带有电荷（一般为负电荷），电流通过悬浊液时，带电的微粒向带有电荷（一般为负电荷），电流通过悬浊液时，带电的微粒向带有相反电荷的电极移动，并沉积在其表面上。带有相反电荷的电极移动，并沉积在

6、其表面上。化学方法提纯，是目前制备高纯原料的重要手段。它是利用化学方法提纯，是目前制备高纯原料的重要手段。它是利用一系列化学及物理化学反应，使矿物分离。例如，用海水或卤水一系列化学及物理化学反应，使矿物分离。例如，用海水或卤水制备高纯氧化镁。这种方法的缺点是反应过程复杂，成本高。制备高纯氧化镁。这种方法的缺点是反应过程复杂，成本高。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 1菱镁矿的选矿菱镁矿的选矿 在菱镁矿中，往往含有白云石和绿泥石，若要制备高纯镁质在菱镁矿中，往往含有白

7、云石和绿泥石，若要制备高纯镁质原料，则应选矿提纯。常用的选矿方法为重液选矿法、浮选法和原料，则应选矿提纯。常用的选矿方法为重液选矿法、浮选法和化学法。化学法。（1）重液选矿法）重液选矿法 选矿前，先将天然菱镁矿石破碎成选矿前，先将天然菱镁矿石破碎成0-120mm的颗粒，过筛去的颗粒，过筛去掉掉0-8mm颗粒，再分级成颗粒，再分级成60-120mm和和8-60mm 二种颗粒，二者二种颗粒，二者选矿流程相似。选矿流程相似。（2）浮选）浮选 菱镁矿及其杂质对浮选剂（主要为工业脂肪酸混合物）有不菱镁矿及其杂质对浮选剂（主要为工业脂肪酸混合物）有不同的附着性和润湿性。浮选前，矿石应破碎到同的附着性和润湿

8、性。浮选前，矿石应破碎到0.1-0.2mm的颗的颗粒占粒占70-85。经浮选，原来含。经浮选，原来含37-41的的MgO，可制备成含，可制备成含MgO45.5-46.5的精矿。的精矿。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 众所周知，作为化学选矿法，最有前途的是众所周知，作为化学选矿法，最有前途的是氯氯化镁、镁的碳化镁、镁的碳酸氢盐和铵盐的水化物。菱镁矿与盐酸的反应如下：酸氢盐和铵盐的水化物。菱镁矿与盐酸的反应如下：（3）化学选矿法）化学选矿法沉积物中仍存在硅酸铁和硫化铁

9、。沉积物中仍存在硅酸铁和硫化铁。氯化镁在氯化镁在900-1000水解：水解：所生成的气态的氯化氢吸附水后可生成盐酸，所生成的气态的氯化氢吸附水后可生成盐酸，MgO沉降到沉沉降到沉淀池中成糊膏状。该法制备的产品，淀池中成糊膏状。该法制备的产品，MgO含量可达含量可达98.4，CaO0.7。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 碳酸氢盐法是将天然菱镁矿轻烧，轻烧温度为碳酸氢盐法是将天然菱镁矿轻烧，轻烧温度为700-800，然后破碎到然后破碎到0.25mm，分两步碳化：，分两

10、步碳化：含水的碳酸盐很难沉降，难与杂志分开；第二步是将含水的含水的碳酸盐很难沉降，难与杂志分开；第二步是将含水的碳酸盐悬浮液加入碳酸盐悬浮液加入CO2，压力为，压力为686-784kPa，MgCO33H2O+CO2=Mg(HCO3)2+2H2O碳酸氢镁按下式分解：碳酸氢镁按下式分解：4Mg(HCO3)2=4 MgO3CO24H2O+5 CO2 铵化法是把菱镁矿在铵化法是把菱镁矿在600-800轻烧后破碎到轻烧后破碎到0.1mm，加入氯，加入氯化铵和碳酸铵溶液，反应如下：化铵和碳酸铵溶液，反应如下：MgO+CaO+2H2O+2NH4Cl+(NH4)2CO3=MgCl2+CaCO3+4NH4OH中

11、国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 铬铁矿的选矿方法包括机械法（洗选、重选、浮选、磁选和铬铁矿的选矿方法包括机械法（洗选、重选、浮选、磁选和静电选矿）、化学法和高温冶金选矿法。选矿前，铬矿原料应破静电选矿）、化学法和高温冶金选矿法。选矿前，铬矿原料应破碎到碎到80mm 以下，分级如下：以下，分级如下：10-80、5-10,0.5-5和和0.5mm。其。其中大颗粒用于重选，小颗粒用于洗选和浮选。中大颗粒用于重选，小颗粒用于洗选和浮选。2铬铁矿选矿铬铁矿选矿3 耐火粘土和高

12、岭土的选矿耐火粘土和高岭土的选矿 耐火粘土和高岭土中含有较多的石英、含铁矿物及其它降低耐火粘土和高岭土中含有较多的石英、含铁矿物及其它降低耐火性能的杂质，为制备高质量产品，必须选矿。选矿的方法包耐火性能的杂质，为制备高质量产品，必须选矿。选矿的方法包括湿法、干法、电磁法及联合选矿法。湿法选矿广泛用于高岭土括湿法、干法、电磁法及联合选矿法。湿法选矿广泛用于高岭土的初选，其主要工序如下：破粉碎，沉淀，悬浮液浓缩凝聚，脱的初选，其主要工序如下：破粉碎，沉淀，悬浮液浓缩凝聚，脱水，干操。高岭土精矿回收率可达水，干操。高岭土精矿回收率可达92-95%。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来

13、的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工4.硅石选矿硅石选矿 为达到硅质制品的原料标准为达到硅质制品的原料标准(SiO2含量：特级含量：特级98%，一级，一级97%，二级，二级96%)，对不合要求的原料进行选矿加工，去掉杂，对不合要求的原料进行选矿加工，去掉杂质矿物：白云母、绿泥石、赤铁矿、粘土及其它降低硅石质量的质矿物：白云母、绿泥石、赤铁矿、粘土及其它降低硅石质量的岩石。富选的石英加工成岩石。富选的石英加工成0-100mm，由于洗选，杂质及，由于洗选，杂质及0-5mm硅石变成沉渣，分级成硅石变成沉渣，分级成5-45和和4

14、5-100mm，在进入含水为，在进入含水为2.5%的的粉碎工序。粉碎工序。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 目前，除特殊要求外，全生料的耐火制品已不多见。目前，除特殊要求外，全生料的耐火制品已不多见。原料煅烧时产生一系列物理化学反应，形成瘠化剂，作为坯原料煅烧时产生一系列物理化学反应，形成瘠化剂，作为坯料，能改善制品的成分及其组织结构，保证制品的体积稳定及其料，能改善制品的成分及其组织结构，保证制品的体积稳定及其外形尺寸的准确性，提高制品的性能。外形尺寸的准确性，提

15、高制品的性能。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 原料锻烧的最终目的是达到烧结原料锻烧的最终目的是达到烧结，有的高温氧化物很难烧结，有的高温氧化物很难烧结，这对高温设备，燃料消耗等方面都带来了一系列新问题。根据原这对高温设备，燃料消耗等方面都带来了一系列新问题。根据原料特点和工艺要求，提出了原料的活化烧结、轻烧活化、二步煅料特点和工艺要求，提出了原料的活化烧结、轻烧活化、二步煅烧及死烧等概念。烧及死烧等概念。原料煅烧原料煅烧的的目的目的：活化烧结：早期的活化烧结是通过

16、降低物料粒度，提高比表活化烧结：早期的活化烧结是通过降低物料粒度，提高比表面积和增加缺陷的办法实现的，把物料充分细磨（一般小于面积和增加缺陷的办法实现的，把物料充分细磨（一般小于l0m），在较低的温度下烧结制备熟料。），在较低的温度下烧结制备熟料。单纯依靠机械粉碎来提高物料的分散度毕竟是有限的，能量单纯依靠机械粉碎来提高物料的分散度毕竟是有限的，能量消耗大大增加。而且上述方法工艺过程及所用设备都比较复杂消耗大大增加。而且上述方法工艺过程及所用设备都比较复杂，于是于是采用了新方法采用了新方法如用化学法提高物料活性，研究降低烧结温度如用化学法提高物料活性，研究降低烧结温度促进烧结的工艺方法，提出了

17、轻烧活化，即轻烧促进烧结的工艺方法，提出了轻烧活化，即轻烧-压球（或制坯）压球（或制坯）-死烧。死烧。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 如前所述轻烧的目的在于活化。轻烧温度对活性有很大的如前所述轻烧的目的在于活化。轻烧温度对活性有很大的形响，它直接关系到熟料的烧结温度及体积密度。一般来讲，对形响，它直接关系到熟料的烧结温度及体积密度。一般来讲，对于已确定的物料，总有一个最佳轻烧温度。于已确定的物料，总有一个最佳轻烧温度。Mg(OH)2的轻烧温度的轻烧温度通常为通常为

18、900左右，轻烧温度过高会使结晶度增加，粒度变大，左右，轻烧温度过高会使结晶度增加，粒度变大，比表面和活性下降，轻烧温度过低则可能有残留的未分解的母盐比表面和活性下降，轻烧温度过低则可能有残留的未分解的母盐而妨碍烧结。而妨碍烧结。二步煅烧对制备高纯度高密度的镁砂，合成白云石砂开辟了二步煅烧对制备高纯度高密度的镁砂，合成白云石砂开辟了新的途径。但是，二步煅烧与一次烧结相比，工艺过程较复杂，新的途径。但是，二步煅烧与一次烧结相比，工艺过程较复杂，燃耗较大燃耗较大。死烧：物料达到完全烧结称死烧。对于主晶相为较纯的氧化死烧：物料达到完全烧结称死烧。对于主晶相为较纯的氧化物制品，根据物制品，根据Kord

19、en公式公式L=0.7Ts(Ts，-主晶相氧化物熔点）主晶相氧化物熔点）估算烧结温度。例如，估算烧结温度。例如，MgO为为2000左右。左右。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 破粉碎是耐火材料工业中必不可少的工序。运到工厂的原破粉碎是耐火材料工业中必不可少的工序。运到工厂的原料，从粉末到料，从粉末到350mm左右，其中大部分是左右，其中大部分是25mm以上的料块。以上的料块。工厂中的破粉碎工序与原料选择是制备高质量产品的关键，对制工厂中的破粉碎工序与原料选择是制备高

20、质量产品的关键，对制品性质有直接影响。另外，从成本核算的观点看，破粉碎设备所品性质有直接影响。另外，从成本核算的观点看，破粉碎设备所消耗的动力，所占比例很大，为了节约能源，降低成本，必须重消耗的动力，所占比例很大，为了节约能源，降低成本，必须重视破粉碎工序。视破粉碎工序。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工破粉碎的目的：破粉碎的目的：（1）粉碎是选矿工艺中的重要操作环节，由两种以上不同矿物聚）粉碎是选矿工艺中的重要操作环节，由两种以上不同矿物聚 集成的原矿分离和富集同一

21、种组分的颗粒时，为按种类区分集成的原矿分离和富集同一种组分的颗粒时，为按种类区分 ，应先将原矿破碎。，应先将原矿破碎。（2）为了促进各相间的相互作用，或者把固体颗粒均匀地分散到）为了促进各相间的相互作用，或者把固体颗粒均匀地分散到 液体中去，例如，制备泥浆。液体中去，例如，制备泥浆。（3）根据工艺要求，制备各种不同的粒度。增加物料的晶格缺陷）根据工艺要求，制备各种不同的粒度。增加物料的晶格缺陷 和比表面，加快物理化学反应，促进烧结。和比表面，加快物理化学反应，促进烧结。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节

22、第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工破粉碎方式破粉碎方式：破粉碎方式大致可分如下四种：挤压、冲击、磨碎和劈裂。破粉碎方式大致可分如下四种：挤压、冲击、磨碎和劈裂。各种粉碎机械的作用，都是以上几种方式的组合。各种粉碎机械的作用，都是以上几种方式的组合。粉碎分为干法粉碎和湿法粉碎，湿法粉碎多用于陶瓷或特种粉碎分为干法粉碎和湿法粉碎，湿法粉碎多用于陶瓷或特种耐火材料生产，与干法相比，有以下优点：耐火材料生产，与干法相比，有以下优点：（1）粉碎比大，粉碎料粒度小；粉碎比大，粉碎料粒度小；（2）粉碎效率高，不易于产生粉碎时的粉碎效率高，不易于产生粉碎时的“粉壁粉壁”现象；现象；（3）设备及碾磨体摩擦损失

23、小；设备及碾磨体摩擦损失小；（4）防尘好，有利于文明生产和工艺流程自动化；防尘好，有利于文明生产和工艺流程自动化；除此之外，还有根据粉碎介质划分的低温粉碎、干燥粉碎、除此之外，还有根据粉碎介质划分的低温粉碎、干燥粉碎、依靠粉碎物料相互冲击摩擦粉碎的自身粉碎等。依靠粉碎物料相互冲击摩擦粉碎的自身粉碎等。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 破碎原料时，物料的体积和强度指标，对选择破粉碎设备及破碎原料时，物料的体积和强度指标，对选择破粉碎设备及分析破粉碎效率具有重要意义。某

24、些原料性质列于表分析破粉碎效率具有重要意义。某些原料性质列于表2-1。表2-1 中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 随着工业的发展和研究工作的不断深入，使人们认识到，机随着工业的发展和研究工作的不断深入，使人们认识到，机械粉碎并非象传统现点所认为的仅是一个机械力学过程，而是一械粉碎并非象传统现点所认为的仅是一个机械力学过程，而是一个对固体施以机械能之后，物料产生物理、化学变化的过程，例个对固体施以机械能之后，物料产生物理、化学变化的过程，例如晶体结构、物理如晶体结构、

25、物理-化学性能变化，这一过程称机械化学。机械化化学性能变化，这一过程称机械化学。机械化学的涉及面很宽，与耐火材料关系密切，现仅以下几点为例：学的涉及面很宽，与耐火材料关系密切，现仅以下几点为例：1晶体结构的变化晶体结构的变化 晶粒大小、晶格畸变、晶格缺陷、结晶结构晶粒大小、晶格畸变、晶格缺陷、结晶结构等由于机械化学而产生变化。例如，在强大的机械力作用下，单等由于机械化学而产生变化。例如，在强大的机械力作用下，单斜的斜的Zr02转变成四方转变成四方ZrO2。2表面活性的变化表面活性的变化 表面能增加，比表面增大，从而改变了耐火表面能增加，比表面增大，从而改变了耐火材料的固相反应速度，降低烧结温度

26、；材料的固相反应速度，降低烧结温度；3固体表固体表面面形成氧化层、非晶层形成氧化层、非晶层 例如例如SiO2细磨后，生成可溶性细磨后，生成可溶性表面层，促发矽肺病。表面层，促发矽肺病。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工 目前制备超细颗粒的方法，主要有液、气、固相三种方目前制备超细颗粒的方法，主要有液、气、固相三种方法，利用反应、蒸发、溶解等过程来制造。法，利用反应、蒸发、溶解等过程来制造。对耐火材料而言，由于受成本、产量等诸多因素的制约，对耐火材料而言，由于受成本、产

27、量等诸多因素的制约，机械固相粉碎仍不失为制备超细颗粒的重要手段。用于超细机械固相粉碎仍不失为制备超细颗粒的重要手段。用于超细粉碎的机械主要有振动磨、气流磨、塔磨及搅拌球磨机等等。粉碎的机械主要有振动磨、气流磨、塔磨及搅拌球磨机等等。对耐火材料原料及非金属材料的制备而言，搅拌球磨机与振对耐火材料原料及非金属材料的制备而言，搅拌球磨机与振动磨相比，效率高、能耗低。动磨相比，效率高、能耗低。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第一节第一节 耐火材料的耐火材料的加工加工亦称粉磨助剂。助磨剂大多为无机或有机物，所以又称为

28、亦称粉磨助剂。助磨剂大多为无机或有机物，所以又称为化学助磨剂。化学助磨剂。助磨剂：助磨剂：助磨剂一般是表面活性剂，在粉磨过程中，它能作助磨剂一般是表面活性剂，在粉磨过程中，它能作为吸附在物料颗粒表面的物质，与颗粒产生物理化为吸附在物料颗粒表面的物质，与颗粒产生物理化学作用，产生力学效能，从而加速物料的粉碎。由学作用，产生力学效能，从而加速物料的粉碎。由于加入助磨剂，使物料颗粒表面自由能和晶格畸变于加入助磨剂，使物料颗粒表面自由能和晶格畸变程度减小，促使颗粒软化并且助磨剂的吸附能平衡程度减小，促使颗粒软化并且助磨剂的吸附能平衡颗粒表面上因粉碎而产生的不饱和价键，防止颗粒颗粒表面上因粉碎而产生的不

29、饱和价键，防止颗粒重新聚结，从而抑制粉碎的可逆反应。重新聚结，从而抑制粉碎的可逆反应。助磨剂的作用：助磨剂的作用：中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 耐火材料制品几乎都是由粉料颗粒经加工制备而成。一般的耐火材料制品几乎都是由粉料颗粒经加工制备而成。一般的颗粒（亦称粉末）系指固体的一种形态。耐火材料所涉及的颗粒，颗粒（亦称粉末）系指固体的一种形态。耐火材料所涉及的颗粒，宏观上通常是指毫米至微米级的颗粒。宏观上通常是指毫米至微米级的颗粒。颗粒的堆积物称粉体颗粒的堆积物称粉体，粉，

30、粉体的性质取决于颗粒的本质及颗粒大小。体的性质取决于颗粒的本质及颗粒大小。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备2.1 2.1 粉体的基本知识粉体的基本知识颗粒的几何学性质颗粒的几何学性质粉体的堆积密度粉体的堆积密度粉碎料的颗粒组成粉碎料的颗粒组成粉料的流动性粉料的流动性粉料的贮存粉料的贮存中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备粉体颗粒的构造粉体颗粒的构造颗粒粒度颗

31、粒粒度颗粒形状颗粒形状颗粒平均尺寸与颗粒分级颗粒平均尺寸与颗粒分级颗颗粒粒的的几几何何学学性性质质中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 在粉体中任取一颗粒置于显微镜下观察发现，这一颗粒可在粉体中任取一颗粒置于显微镜下观察发现，这一颗粒可能是不能再区分的、具有明确轮廓的固体颗粒，通常称一次颗能是不能再区分的、具有明确轮廓的固体颗粒，通常称一次颗粒也可能是多个颗粒的聚集体。粒也可能是多个颗粒的聚集体。一次颗粒并非一定是单晶，而且也不一定都是一个个独自一次颗粒并非一定是单晶，而且也不

32、一定都是一个个独自存在，而往往是多个一次颗粒聚集在一起，这样的颗粒称二次存在，而往往是多个一次颗粒聚集在一起，这样的颗粒称二次颗粒或团聚休。团聚的可能性往往随一次颗粒的变小而增大。颗粒或团聚休。团聚的可能性往往随一次颗粒的变小而增大。对耐火粉体而言，由多晶组成的一次颗粒中，晶粒间的结合有对耐火粉体而言，由多晶组成的一次颗粒中，晶粒间的结合有两种情况，即致密结合与松散结合。致密结合的颗粒，粒子间两种情况，即致密结合与松散结合。致密结合的颗粒，粒子间多为面接触，孔隙小、密度大，而松散结合几乎是点接触，孔多为面接触，孔隙小、密度大，而松散结合几乎是点接触，孔隙大、密度小。隙大、密度小。中国历史上吸烟

33、的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 颗粒粒度是粉体最基本的性质，通常指粒径和粒度分布。颗粒粒度是粉体最基本的性质，通常指粒径和粒度分布。粒度是指构成粉体的平均颗粒大小，而对单个颗粒来讲就是指粒度是指构成粉体的平均颗粒大小，而对单个颗粒来讲就是指其大小。粉体都是由不同粒度颗粒组成的多分散颗粒系统。不其大小。粉体都是由不同粒度颗粒组成的多分散颗粒系统。不同尺寸的粒度组成称粒度分布。同尺寸的粒度组成称粒度分布。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对

34、人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 颗粒形状直接影响粉体的性质，如物料的流动性，充填性，颗粒形状直接影响粉体的性质，如物料的流动性，充填性，制品的体积密度，不定形耐火材料（如耐火泥浆、浇注料等）制品的体积密度，不定形耐火材料（如耐火泥浆、浇注料等）的施工性能。的施工性能。为了表达颗粒与某种形状的接近程度或与某一形体的相对为了表达颗粒与某种形状的接近程度或与某一形体的相对比例，常引进比例，常引进“形状系数形状系数”概念。这里仅就体积形状系数和表概念。这里仅就体积形状系数和表面积形状系数作简单介绍。面积形状系数作简单介绍。假设一颗粒的粒径为假设一颗粒的粒径为，体积

35、为，体积为V，表面积为，表面积为S，为体积形状系为体积形状系数，数，为表面积形状系数，则为表面积形状系数，则 ，。对于圆球。对于圆球 ，对边长为，对边长为 的的 立方体立方体 ，。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 构成耐火粉体的多分散颗粒平均粒径可用下式表示：构成耐火粉体的多分散颗粒平均粒径可用下式表示：式中：式中：-1，2和和k批组分的相应的颗粒平均直径；批组分的相应的颗粒平均直径；G1,G2Gk-与上述相对应的颗粒组分的质量；与上述相对应的颗粒组分的质量；G -分析试样

36、之质量（分析试样之质量（G=G1+G2+Gk）G1-某组分在试样中的质量百分率，某组分在试样中的质量百分率，%K-组分数。组分数。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备堆积粉料单位体积的质量称粉体的堆积密度，以堆积粉料单位体积的质量称粉体的堆积密度，以 表示。粉料经表示。粉料经振动后堆积密度增大的称致密堆积密度，用振动后堆积密度增大的称致密堆积密度，用 表示，松散的堆表示，松散的堆积密度用积密度用 表示。表示。可表征堆积粉料的致密程度，其值可表征堆积粉料的致密程度，其值可达可达1

37、.52。值通常随颗粒变小而减小。值通常随颗粒变小而减小。-固体的真密度，固体的真密度，相对密度（填充系数），相对密度（填充系数），含水率，粉料含水率，粉料的总气孔率（）为的总气孔率（）为 。几种物料性质见表。几种物料性质见表2-2。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备表2-2 中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备粉碎后的物料一般都是连续颗粒料，以粘土熟料为例，粉

38、料颗粉碎后的物料一般都是连续颗粒料，以粘土熟料为例，粉料颗粒组成列于表粒组成列于表2-3。表2-3 粉料的颗粒组成中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备耐火材料在生产和使用中要处理大量的粉料。例如破碎后物料的耐火材料在生产和使用中要处理大量的粉料。例如破碎后物料的贮存、输送、混合、搅拌等等，这就必须了解粉体的流动性。通贮存、输送、混合、搅拌等等，这就必须了解粉体的流动性。通常粉料在重力作用下会流动，但它与液体的流动又不尽相同，这常粉料在重力作用下会流动，但它与液体的流动又不尽相同

39、，这主要表现为以下三点：主要表现为以下三点：（1）粉料在静态条件下能传递剪切应力，静态摩擦角大于零。所）粉料在静态条件下能传递剪切应力，静态摩擦角大于零。所以粉料可堆放，而液体则不能；以粉料可堆放，而液体则不能；（2）在一般粉料上施加压力后具有粘结强度，并在负载下保持一）在一般粉料上施加压力后具有粘结强度，并在负载下保持一定形状。例如，有时可在料仓口附近形成一稳定的拱或在仓内某定形状。例如，有时可在料仓口附近形成一稳定的拱或在仓内某处形成一稳定的穴洞；处形成一稳定的穴洞；（3）粉料流动时，其剪切应力与剪切速率无关、而与作用在固体）粉料流动时，其剪切应力与剪切速率无关、而与作用在固体中的平均压力

40、有关；液体恰恰相反，剪切应力与压实力无关，而中的平均压力有关；液体恰恰相反，剪切应力与压实力无关，而与剪切速率有关。与剪切速率有关。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 描述粉料的主要指标是休止角。休止角是指未加负荷的粉料描述粉料的主要指标是休止角。休止角是指未加负荷的粉料堆积在水平面上，假设落在料堆顶上的料流速度是可忽略不计的，堆积在水平面上，假设落在料堆顶上的料流速度是可忽略不计的，则料堆与水平面的交角称为休止角则料堆与水平面的交角称为休止角。中国历史上吸烟的历史和现状、所

41、采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备物料贮存是耐火材料生产中不可缺少的一环，例如原料贮料仓，物料贮存是耐火材料生产中不可缺少的一环，例如原料贮料仓，贮存经破粉碎加工后的中间料仓。物料通过输送设备进入料仓，贮存经破粉碎加工后的中间料仓。物料通过输送设备进入料仓，贮存后再卸出，这期间都贯穿着物料流动贮存后再卸出，这期间都贯穿着物料流动-静止静止-流动的过程。长流动的过程。长期以来，人们对此认识是肤浅的，以致把料仓仅仅作为贮料的简期以来，人们对此认识是肤浅的，以致把料仓仅仅作为贮料的简单容器。单容器。1排出口排出

42、口（1）液体流出时，流量）液体流出时，流量，其中，其中D为料罐直径；为料罐直径；（2）粉料卸出时，在料仓口上方的粉料颗粒相互挤压形成拱结构，）粉料卸出时，在料仓口上方的粉料颗粒相互挤压形成拱结构，由于拱承受着上方的压力，可以认为流量与层高无关，见图由于拱承受着上方的压力，可以认为流量与层高无关，见图2-1。图 2-1 液体（a）与粉料（b）卸出示意图中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 染色颗粒所呈现的流出断面的型式（即流型），为排出口的染色颗粒所呈现的流出断面的型式（即流型）

43、，为排出口的正上方部分先卸出，然后逐渐扩大流动范围，流动范围之外的部正上方部分先卸出，然后逐渐扩大流动范围，流动范围之外的部分静止不动。如图分静止不动。如图2-2所示：所示：D为颗粒自由降落区，为颗粒自由降落区，C为颗粒垂直为颗粒垂直运动区，运动区，B为颗粒擦过为颗粒擦过E区向出口中心方向缓慢滑动区；区向出口中心方向缓慢滑动区；A为颗粒为颗粒擦过擦过B区向出口中心方向迅速滑动区，区向出口中心方向迅速滑动区，E为颗粒不流动区。为颗粒不流动区。2料仓内的流动状态：料仓内的流动状态：显然，凡处在大于休止角的颗粒显然，凡处在大于休止角的颗粒均产生流向出口中心的运动均产生流向出口中心的运动C区的形状象一

44、个小椭圆体，区的形状象一个小椭圆体，B,E区的交界面也象一个椭圆体。区的交界面也象一个椭圆体。图 2-2 出料口料流状态中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备Kvapil提出流动椭圆体的概念，图提出流动椭圆体的概念，图2-3所示的流动椭圆体所示的流动椭圆体EN和和FG分分别代表上述两个椭圆体。流动椭圆体别代表上述两个椭圆体。流动椭圆体EN内的颗粒产生两种运动，内的颗粒产生两种运动，第一位的（垂直）运动和第二位的（滚动）运动。边界椭圆体第一位的（垂直）运动和第二位的（滚动）运动。边

45、界椭圆体EG以外的颗粒层的产生运动。另外，以外的颗粒层的产生运动。另外，EN的顶部为流动锥体的顶部为流动锥体E0。图2-3 流动椭圆体中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备显然，料仓出口料流如能形成上述椭圆体流型将是所期望的。如显然，料仓出口料流如能形成上述椭圆体流型将是所期望的。如果仓内整个粉体层能够大致上均匀下降流出，为图果仓内整个粉体层能够大致上均匀下降流出，为图2-4(a)所示，这所示，这种流动型式称为整体流（或质量流），其特点是先进先出，即先种流动型式称为整体流（或质量

46、流），其特点是先进先出，即先进仓的物料先流出。反之，如果仓内粉层的流动型式呈漏斗形，进仓的物料先流出。反之，如果仓内粉层的流动型式呈漏斗形，使料流顺序紊乱，甚至有部分粉体滞留不动，造成先加入的物料使料流顺序紊乱，甚至有部分粉体滞留不动，造成先加入的物料后流出，这种流动型式称为漏斗流，如后流出，这种流动型式称为漏斗流，如2-4(b)所示。漏斗流会引起所示。漏斗流会引起偏析，突然涌出，容重变化，因存贮而结块等不良后果。对易变偏析，突然涌出，容重变化，因存贮而结块等不良后果。对易变质粉体来说，后果尤为严重。因此，料仓设计必须满足整体流的质粉体来说，后果尤为严重。因此，料仓设计必须满足整体流的要求才是

47、理想的。要求才是理想的。中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备图 2-4 料仓流动型式（a）整体流；（b）漏斗流中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 料仓结拱一般有如下四种类型：料仓结拱一般有如下四种类型：1)压缩拱：粉料受料仓压力而压缩拱：粉料受料仓压力而结拱；结拱；2)楔性拱：颗粒相互啮合达到平衡而结拱，楔性拱：颗粒相互啮合达到平衡而结拱，3)粘结拱：因粉粘结

48、拱：因粉料的粘结或静电引力而结拱；料的粘结或静电引力而结拱；4)压力平衡拱：排料口的局部压力压力平衡拱：排料口的局部压力与仓内压力平衡而结拱。与仓内压力平衡而结拱。3拱的类型及防拱措施拱的类型及防拱措施 通常有以下三种方法防止结拱：通常有以下三种方法防止结拱：1）改善料仓的几何形状及尺）改善料仓的几何形状及尺寸，排料口大的料仓不易结拱，寸，排料口大的料仓不易结拱，2）降低料仓粉料压力，圆锥部分）降低料仓粉料压力，圆锥部分非对称形可破坏力学平衡，但粒径太大时，可能引起颗粒偏析，非对称形可破坏力学平衡，但粒径太大时，可能引起颗粒偏析，3）减小料仓壁摩擦阻力。）减小料仓壁摩擦阻力。中国历史上吸烟的历

49、史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备2.2 2.2 坯料的颗粒组成坯料的颗粒组成 坯料的颗粒组成对坯体的致密度有很大影响。在不考虑颗粒本身变形的前提下，坯料的颗粒组成对坯体的致密度有很大影响。在不考虑颗粒本身变形的前提下，从粉料制成坯体的总收缩，等于原始气孔的体积。只有符合紧密堆积的颗粒组成，从粉料制成坯体的总收缩，等于原始气孔的体积。只有符合紧密堆积的颗粒组成，才有得到致密坯体的可能。才有得到致密坯体的可能。1尺寸相同的圆球堆积尺寸相同的圆球堆积 对相同尺寸的圆球堆积颗粒间的相互结合，遵循着内

50、能最低的原则；从对相同尺寸的圆球堆积颗粒间的相互结合，遵循着内能最低的原则；从球体堆积角度看来，这便是球体最紧密堆积原理球体堆积角度看来，这便是球体最紧密堆积原理。图图 2-5 尺寸相同圆球的五种堆积方式尺寸相同圆球的五种堆积方式（a）立方体配列；（）立方体配列；（b）单一斜列配列；（）单一斜列配列；（c）复合斜列配列；）复合斜列配列；（d）角锥状配列；（）角锥状配列；（e）四面体配列）四面体配列中国历史上吸烟的历史和现状、所采取的措施以及由此带来的痛苦和灾难，可以进一步了解吸烟对人民健康的危害，提高师生的控烟意识第二节第二节 坯料的制备坯料的制备 对不同尺寸和不同物料的单一尺寸的圆球进行试验