實驗室陶粒配方和焙燒試驗方法的改進(jìn)意見

1、實驗室陶粒配方和焙燒試驗方法的改良意見,systemofficeroom【GEIHUA16H-GEIHUAGEIHUA8Q8-實驗室陶粒配方和焙燒試驗方法的改良意見摘要：介紹了國內(nèi)實驗室陶粒配方和焙燒試驗的傳統(tǒng)方法三爐分段恒溫制、國外先進(jìn)試驗方法一爐連續(xù)升溫制的主要試驗設(shè)備、試驗程序和優(yōu)缺點,提出了學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗、利用現(xiàn)有試驗設(shè)備的改良型新試驗方法二爐分段連續(xù)升溫制,有利于提升試驗結(jié)果的科學(xué)性、可靠性,防止增加投資,適應(yīng)國情.關(guān)鍵詞：輕骨料；陶粒：顆粒密度；膨脹率：膨脹溫度范圍；軟化粘度：玻陶體：分段恒溫制：連續(xù)升溫制用回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)人造輕骨料陶粒的原材料種類較多,主原料有粘土、頁巖、工業(yè)廢渣

2、粉煤灰、淤泥、煤肝石、千枚巖、銀礦廢渣等等三類,輔助原料外加劑有石灰石、鐵礦石或廢渣、有機(jī)質(zhì)材料重油、廢機(jī)油、污泥、紙漿廢液、木屑、煤粉等等.因各地、各類原料的膨脹性能和膨脹溫度范圍差異較大,因此國內(nèi)外各陶粒廠在建廠和生產(chǎn)前都必須對原材料進(jìn)行實驗室陶粒配方和焙燒試驗,以根本確定其原材料的最正確配方、膨脹性能、熱工參數(shù)枯燥、預(yù)熱和焙燒的溫度、時間、實際生產(chǎn)膨脹溫度范圍等,為設(shè)汁方案和生產(chǎn)限制提供科學(xué)依據(jù).從20世紀(jì)60年代至今,我國相關(guān)科研單位和生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行的實驗室陶粒配方和焙燒試驗,一直采用蘇聯(lián)模式的傳統(tǒng)試驗方法：在枯燥箱內(nèi)恒溫枯燥、普通箱式電阻爐內(nèi)恒溫預(yù)熱、高溫電阻爐內(nèi)恒溫焙燒,簡稱為三爐分

3、段恒溫制,兼有成功經(jīng)驗,也存在明顯缺乏.20世紀(jì)gO年代以來,美國、丹麥等陶粒生產(chǎn)技術(shù)較發(fā)達(dá)的公司,已采用在一臺大電容量、數(shù)控、高溫電阻爐內(nèi)連續(xù)升溫枯燥、預(yù)熱、焙燒的試驗方法,簡稱為一爐連續(xù)升溫制,使試驗結(jié)果非常接近生產(chǎn)實際,科學(xué)性、可靠性很高.針對我國很多科研單位和生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有實驗室試驗設(shè)備功能的實際情況,經(jīng)過屢次試驗和驗證,建議采用一種在普通箱式電阻內(nèi)連續(xù)升溫枯燥預(yù)熱、高溫電阻爐內(nèi)連續(xù)升溫焙燒的改良型試驗方法,簡稱為二爐分段連續(xù)升溫制,使試驗結(jié)果比擬接近生產(chǎn)實際,可有效提升試驗報告的科學(xué)性、可靠性,并防止增加投資,是適合我國當(dāng)前實際情況的可行性改良方案.現(xiàn)將上述三種實驗室陶粒配方和焙燒試驗

4、方法的主要試驗設(shè)備、試驗程序和優(yōu)缺點介紹于下.1傳統(tǒng)試驗方法1.1 主要試驗設(shè)備電熱枯燥箱最高溫度200c或300C,指針或數(shù)顯,自動控溫.普通箱式電阻爐.最高溫度1000C,指針或數(shù)顯,自動控溫.高溫電阻爐硅碳棒.,最高溫度1300,指針或數(shù)顯,自動控溫.1.2 試驗程序原料試樣配制和制粒.因原料不同,試樣的配制和制粒也不同：粘土或混合料粘土或頁巖粉、粉煤灰等主要原料,摻加或不摻加輔助原料外加劑等,按設(shè)定配方計量配料,碾壓拌勻并適量配水,相對含水率因主原料不同差異較大,一般13%28樂用手工搓成66mm612mm生料球,頁巖直接破碎篩分生成料塊,粒徑66mm612mm.生料球或塊每組試樣約2

5、00g.生料球或塊恒溫枯燥：將生料球或塊放入大托盤,送入電熱枯燥箱內(nèi)進(jìn)行枯燥,溫度105CI10C,直至完全枯燥后取出.將枯燥后的生料球或塊一般均分為68份小試樣,分別放入1#、2#、3#8#小托盤,再用體積測量儀分別測出各份小試樣的體積.生料球預(yù)熱和焙燒：將14小試樣放入小型不銹鋼盤長X寬二lOOmmX100mm,邊高10mm.送入普通箱式電阻爐內(nèi)恒溫預(yù)熱,溫度300500C,時間lOmin20min,恒溫溫度和時間應(yīng)根據(jù)試驗情況,逐步調(diào)整.預(yù)熱時間一到,快速將放有1#小試樣的不銹鋼盤送入高溫電阻爐內(nèi)恒溫焙燒,恒溫焙燒溫度一般設(shè)定為1050>1075、1100>1125、1150

6、>1175、1200>1225C等根據(jù)原料性能適當(dāng)調(diào)整,先選用1號溫度1050C,時間5min-10min根據(jù)試驗情況適當(dāng)調(diào)整.焙燒時間一到,快速將爐內(nèi)放存1#小試樣的不銹鋼盤取出,加蓋保溫罩后放在實驗室地坪上冷卻,接近室溫后將小試樣全部放入1#小托盤,適時測出焙燒后1#小試樣的體積和重量.利用交差時間,及時進(jìn)行2#、3#,.8#小試樣的預(yù)熱和焙燒試驗,試驗程序和方法根本相同,但恒溫焙燒溫度相應(yīng)選為2號1070C、3號1100C.8號1225C溫度等.試樣的理論膨脹溫度范圍和實際生產(chǎn)膨脹溫度范圍.理論膨脹溫度范圍,是在不考慮料球焙燒時外表層軟化粘度大小的前提下測得的從開始膨脹到停止

7、膨脹的溫度區(qū)間,相對準(zhǔn)確；而實際生產(chǎn)膨脹溫度范圍,是在料球焙燒時外表層軟化粘度適中、滿足正常生產(chǎn)的前提下測得的膨脹溫度區(qū)間,一般按觀察焙燒后試樣的外觀情況來推定：表層玻陶體偏少,膨脹率稍砥,顆粒間無粘結(jié),可選為下限；表層玻陶體偏多,膨脹率較大或稍低,顆粒間稍有粘結(jié),可選為上限.按國內(nèi)回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)陶粒的實踐經(jīng)驗,采用煙煤粉為燃料,要求原料的實際生產(chǎn)膨脹溫度力70：.采用重油或天然氣為燃料的,要求N400C.批量實驗、性能檢測和試驗報告.根據(jù)上述混合料配方和各組小試樣干燥、預(yù)熱、焙燒試驗結(jié)果,在膨脹好、陶粒間根本不粘結(jié)等前提下：選出最正確配方并制備出約1500g生料球試樣,分批放入中型不銹鋼托盤長

8、X寬口20mmX250mm,邊高20mm,每批試樣約100g150g.按最正確恒溫枯燥、預(yù)熱、焙娩的溫度和時間進(jìn)行批量試驗,直至燒完全部試樣品.將燒出的全部試驗樣品混合均勻后進(jìn)行主要性能檢測：堆積密度、吸水率、簡壓強度等.試驗報告的主要內(nèi)容：最正確配方,恒溫枯燥、預(yù)熱、焙燒的溫度和時間,實際生產(chǎn)膨脹溫度范圍,產(chǎn)品主要物理力學(xué)性能、試驗結(jié)論.1.3 傳統(tǒng)試驗方法優(yōu)缺點優(yōu)點：對試驗設(shè)備要求相對較低,試驗方法和程序比擬簡易、速度較快等.缺點：生料球采用恒溫枯燥,與實際生產(chǎn)窯內(nèi)熱工制度不符,無法了解制粒后直接入窯的生料球是否出現(xiàn)裂縫甚至破裂的實際情況,由于窯尾的煙氣溫度一般為250c400C,容易使含

9、水率較高某類生料球產(chǎn)生開裂：采用恒溫預(yù)熱和焙燒,與窯內(nèi)的實際連續(xù)升溫制度有較大差異,試驗結(jié)論是否與實際生產(chǎn)相符,只能靠經(jīng)驗來判斷：試驗結(jié)果無法提供窯內(nèi)熱工制度最正確設(shè)計參數(shù)等.2外國先進(jìn)試驗方法2.1 主要試驗設(shè)備以美國LT琳通公司實驗室為例,陶粒焙燒實驗采用的是大電容量的數(shù)控快速升溫高溫電阻爐,最高溫度1350,從室溫升至最高溫度的時間可調(diào),最快30mino爐內(nèi)的升溫制度溫度、時間用計算機(jī)限制.2.2 試驗程序頁巖,用實驗室小型顆式破碎機(jī)破碎,標(biāo)準(zhǔn)篩振動篩分,生料塊粒度66mm-d10mm：黏土或混合料,按設(shè)定配方計量配料,適量摻水,實驗室小型雙軸攪拌機(jī)攪拌,擠出制粒機(jī)制粒,生料球粒徑66m

10、m-610mm,含水率16%-38%O生料球或塊每組試樣約2000g,再將其中的500g分為4-5組小試樣.2. 2.2生料球或塊連續(xù)升溫枯燥、預(yù)熱和焙燒試驗將1#小試樣直接放入中型不銹鋼托盤,再送入已預(yù)先升溫至1#熱溫度下限的快速升溫高溫電阻爐內(nèi).同時調(diào)出計算機(jī)預(yù)先設(shè)定的1#升溫制度,輸入并啟動高溫電阻爐,生料球在爐內(nèi)連續(xù)升溫枯燥、預(yù)熱、焙燒的溫度和時間全程自動限制,到時自動關(guān)閉電爐,并發(fā)出完成信號.及時迅速將不銹鋼托盤取出,加蓋保溫罩后放在實驗室地坪上冷卻,接近室溫后將試樣倒入1#小托盤待檢.待高溫電阻爐內(nèi)溫度降至預(yù)先設(shè)定的2#預(yù)熱溫度下限時,將放有2#小試樣的不銹鋼托盤送入快速升溫高溫電

11、阻爐內(nèi),并立即調(diào)出計算機(jī)內(nèi)預(yù)先設(shè)定的2#升溫制度,啟動2#小試樣連續(xù)升溫枯燥、預(yù)熱、焙燒試驗,程序與1#小試樣實驗相同2. 2.3批量試驗、性能檢測和實驗報告根據(jù)4-5組小試樣的連續(xù)升溫枯燥、預(yù)熱、焙燒試驗,選出最正確連續(xù)升溫制度膨脹好,根本不粘結(jié),相對熱耗較低等.將備用的約1500g試樣分出3-4組小試樣,放入大型不銹鋼托盤長寬高二200*300*30,按同一最正確連續(xù)升溫制度干燥、預(yù)熱、焙燒,方法同上,直至將全部試樣燒完,再將燒成的全部試樣混合均勻,進(jìn)行套利主要性能檢測：堆積密度、筒壓強度、吸水率等.向用戶提供的實驗報告,主要包括：最正確配方、正常生產(chǎn)窯內(nèi)的熱工制度、產(chǎn)品的主要物理性能、誤

12、差率、實驗結(jié)論等.2.3 國內(nèi)先進(jìn)試驗方法優(yōu)缺點優(yōu)點：采用小型機(jī)械制粒,有利于生料球或塊的質(zhì)量和勻質(zhì)性：試樣在高溫電阻爐內(nèi)連續(xù)升溫枯燥、預(yù)熱、焙燒的熱工參數(shù),除沒有滾動外,非常接近于生產(chǎn)實際：實驗報告為工業(yè)性中間試驗,建廠工藝設(shè)計和熱工參數(shù)提供可靠科學(xué)依據(jù).缺點：這種數(shù)控快速升溫高溫電阻爐的電容量大20kW30kW,價格貴約12萬美元,國內(nèi)尚無生產(chǎn)：爐內(nèi)降溫相對較慢,每次試驗間隔時間約60min,由于每次試驗的樣品量較大,總試驗效率根本與我國傳統(tǒng)試驗方法持平：如要防止間歇性試驗,實驗室需配備2臺同規(guī)格高溫電阻爐,投資較大.3改良后的新試驗方法為防止大量投資,學(xué)習(xí)國外先進(jìn)試驗方法的主要經(jīng)驗,在利

13、用國內(nèi)現(xiàn)有試驗設(shè)備的根底上,適當(dāng)改良原有的傳統(tǒng)試驗方法,使枯燥、預(yù)熱、焙燒過程盡量接近回轉(zhuǎn)窯內(nèi)連續(xù)升溫的熱工制度,以提升試驗結(jié)果的科學(xué)性、可靠性.2.4 主要試驗設(shè)備與傳統(tǒng)焙燒試驗方法的主要試驗設(shè)備相同.2.5 試驗程序與上述的傳統(tǒng)試驗方法相同.取消生料球塊恒溫枯燥制,將約200g生料球塊均分為68份小試樣,分別放入邛、2升、8#小型不銹鋼托盤與傳統(tǒng)方法相同.枯燥預(yù)熱在箱式電阻爐內(nèi)采用連續(xù)升溫制,為盡量接近生產(chǎn)實際,不同類型的生料球或塊預(yù)熱升溫不同：頁巖破碎制粒生料塊,溫度300-600,時間15min25nlim混合料配水制粒生料球,溫度200600,時間15min25min.當(dāng)箱式電阻爐升

14、溫至預(yù)設(shè)的溫度下限300C或200時,迅速將放有1#小試樣的不銹鋼托盤送入爐內(nèi),通過數(shù)顯人工調(diào)溫在設(shè)定的時間內(nèi)使?fàn)t溫均勻升至預(yù)定的溫度上限(600C),時間和溫度一到,迅速將托盤取出并送入爐溫己達(dá)預(yù)設(shè)溫度下限(如1000)的高溫電阻爐內(nèi)焙燒.取出時應(yīng)及時觀察生料球的開裂情況,如有明顯開裂,應(yīng)適當(dāng)調(diào)低枯燥預(yù)熱溫度的下限.焙燒也采用連續(xù)升溫制,根據(jù)原料的化學(xué)成分,一般設(shè)定為1#：1000-1075>2th100011003#：10001125>4tt:1000-1150>5tt:10001170>6#:10001200>7#:1000-1225、8#：1000C125

15、0c等,時間5min-lOmin,通過數(shù)顯人工調(diào)溫在設(shè)定的時間內(nèi)使?fàn)t溫均勻升值預(yù)定的溫度上限,時間和溫度一到,迅速將托盤取出并加蓋保溫罩后放在實驗室地坪上冷卻,接近室溫后將小試樣全部放入1升小托盤.利用交差時間,及時進(jìn)行2#、3#8#小試樣的枯燥預(yù)熱和焙燒試驗.實驗程序與方法根本相同,單焙燒連續(xù)升溫制度相應(yīng)選為2#(1000-1100)>3#(1000-1250)等.3. 2.3調(diào)整配方及試驗對混合料試樣,假設(shè)上述8#小試樣燒出的陶粒不夠理想(如膨脹不是很好、陶粒間粘結(jié)較多、焙燒溫度偏高等),應(yīng)及時調(diào)整配方(主要是外加劑),重復(fù)上述試驗,直至試燒出比擬理想的陶粒樣品.對頁巖破碎試樣,不存

16、在調(diào)整配方和重復(fù)上述試驗問題.根據(jù)上述混合料配方和各組小試樣的枯燥預(yù)熱和焙燒試驗結(jié)果,在膨脹好、陶粒間根本不粘結(jié)、焙燒溫度適中等前提下,選出最正確配方并制備出約1500g生料球試樣,分批放入中型不銹鋼托盤(長X寬=120mmX250mm,邊高20mm),每批試樣約100T50g,按選定的最正確連續(xù)升溫制度進(jìn)行枯燥預(yù)熱和焙燒,直至燒完全部試樣.將燒出的全部批量試樣混合均勻后進(jìn)行主要性能檢測：堆積密度、吸水率、筒壓強度等.試驗報告的主要內(nèi)容包括：最正確配方,連續(xù)升溫的枯燥預(yù)熱、焙燒溫度和時間,實際生產(chǎn)膨脹溫度范圍,產(chǎn)品的主要物理性能、試驗結(jié)論等.3.3改良后新試驗方法優(yōu)缺點優(yōu)點：采用枯燥預(yù)熱和焙燒

17、的分段連續(xù)升溫制,相對接近于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)實際生產(chǎn)熱工制度,試驗結(jié)果比擬科學(xué)、可靠；可利用原有的實驗室設(shè)備,節(jié)約投資,效果顯著.缺點：在連續(xù)試驗時,由于箱式電阻爐和高溫電阻爐降溫需要一定時間(約20min30min),會影響枯燥預(yù)熱和焙燒試驗速度：如要提升試驗效率,需增加一套同類普通箱式電阻爐和高溫電阻爐,投資約1.2萬元.4結(jié)語實驗室陶粒配方和焙燒試驗應(yīng)以科學(xué)性、可靠性放在首位.我國傳統(tǒng)的在枯燥箱內(nèi)恒溫枯燥、普通箱式電阻爐內(nèi)恒溫預(yù)熱、高溫電阻爐內(nèi)恒溫焙燒的試驗方法,與回轉(zhuǎn)窯內(nèi)實際生產(chǎn)的熱工參數(shù)差距較大,應(yīng)及時改良,防止試驗誤差和判斷失誤對建設(shè)方案和實際生產(chǎn)造成不良后果.國外先進(jìn)的在一臺大電容量、數(shù)控、快速升溫的高溫