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燒成在焦爐硅磚生產中舉足輕重
燒成是焦爐硅磚生產中非常重要的工序,在燒成過程中,會發生許多地變化,并伴隨較大的體積變化,特別是高純致密硅磚,在燒成時形成的液相量較少,使其燒成更加困難。為了獲得合乎要求的硅磚和較高的燒成成品率,應根據燒成中所發生的一系列物理化學變化,特別是不同溫度下的體積變化,同時考慮其他因素,制訂出合理的燒成制度。
硅磚在600℃以下燒成時,雖有石英磚化及伴隨的體積膨脹,但由于坯體的導熱性低,加熱時坯體中心部分溫度低于表面處,因此β→α石英的磚變不是一瞬間進行的,而是發生在窯空間的某一溫度范圍內,這個磚變在坯體內不會引起很大的應力,且對坯體強度影響不大。因此,在此階段內可用較快而均勻的升溫速度燒成焦爐硅磚。
在700℃以上至11001200℃溫度范圍內,因磚坯體積變化不大,強度逐漸提高,不會產生過大應力,只要保證磚坯加熱均勻,可盡快升溫。
11001200℃至燒成終了溫度的高溫階段,硅磚的比重顯著降低,晶體磚變及體積變化集中的發生在這一階段,它是決定焦爐硅磚磚坯出現裂紋與否的關鍵階段。這個階段為了在高溫階段使溫度緩慢均勻上升,在生產中通常采取還原火焰燒成。同時還使窯內溫度分布均勻,減少窯內上下溫差,避免高溫火焰沖擊磚坯,達到“軟火”均勻緩和的火焰燒成)燒成要求。
硅磚的燒成溫度不應該超過1420℃。燒成溫度過高時,會增加燒成廢品。焦爐硅磚燒成超過燒成溫度后,通常根據制品的形狀的大小,窯的特性,硅磚晶形磚化難易,制品要求的密度等因素,給以足夠的保溫時間,一般波動于20~56h。
硅磚燒成后的冷卻,也應符合膨脹與收縮曲線要求,高溫下(600~800℃以上)可以快冷,低溫時因有方石英和鱗石英的快速晶形磚變,產生體積收縮,故應緩慢冷卻。
在制定燒成曲線時,除應符合上述要求外,硅磚還應考慮原料的加熱性質、加入物的數量和性質、磚塊的形狀和大小。