粒度分布對干式凝聚料性能的影響

粒度分布對干式凝聚料性能的影響

干燥劑由谷物和粉末制成，適當?shù)幕旌蟿┙?jīng)過適當?shù)牡燃壓突旌?，以均勻、適當?shù)钠瑒榛A。其中，以谷物和粉末材料為主，結(jié)合劑和其他成分的比例較低，甚至包括粒和粉末材料。你還可以通過添加少量輔助成分來促進教學。此外，干燥劑的形狀像寬松的，在形成之前沒有粘附。只有振動和強大的壓縮才能獲得致密的結(jié)構。干燥劑的特殊組成和施工方法將粒度分布（合理的等級配置）作為影響其性能的重要因素之一。合理的粒度分布不僅可以實現(xiàn)致密的分解組成，而且可以獲得良好的物理性能，如氣孔率、體積密度、力學強度等。此外，材料的高溫燃燒性能和材料的最終使用性能也得到了影響。根據(jù)本實驗的實際生產(chǎn)情況和緊密堆積理論，研究了不同粒度分布對干燥劑物理指標和粘接性能的影響。1cpft的分析方法關于顆粒尺寸分布及其緊密堆積理論,始于20世紀二三十年代,具有一系列理想狀態(tài)下的理論模型,一般可歸結(jié)為不連續(xù)顆粒尺寸的分布與堆積和連續(xù)顆粒尺寸的分布與堆積,而與耐火材料實際生產(chǎn)較接近且簡單易用的理論模型是基于連續(xù)顆粒尺寸分布的Andreasen方程:CPFT100=(DDL)nCΡFΤ100=(DDL)n式中:CPFT為某一粒級(D)以下顆粒的累計百分數(shù);D為顆粒粒度,mm;DL為最大顆粒粒度,mm;n為粒度分布系數(shù).由Andreasen方程可見,當最大顆粒粒度(DL)一定時,粒度分布系數(shù)(n)值是決定粒度分布的惟一因素.而在一般的耐火材料的使用過程中,當使用環(huán)境已定時,其選用的最大顆粒粒徑是確定的,因此,所謂粒度分布對干式搗打料性能的影響,依據(jù)Andreasen方程實際上就是粒度分布系數(shù)(n)值的變化對其性能的影響.2實驗2.1助燒結(jié)劑.本實驗采用粒度分別為5~3mm、3~1mm、1~0.074mm、<0.074mm的電熔白剛玉為主要原料,另加適量硼酸作為助燒結(jié)劑.其中白剛玉的最大顆粒粒度(DL)為5mm,化學組成為:Al2O3≥98.5%、Fe2O3≤0.2%、Na2O≤0.5%;硼酸為工業(yè)級,粒度≤0.5mm.2.2試樣的配方組成取不同的n值,利用Andreasen方程計算出不同n值時的粒度組成,以此組成作為配料依據(jù)進行配料,外加適量的硼酸作助燒結(jié)劑.試樣的具體配料組成見表1.按表1配料,混合均勻,采用標準斜面法裝料,利用水泥膠砂流動度測定儀(“跳桌”)測定堆積密度;再將混合均勻的料搗打成型,分別于1200℃×3h、1500℃×3h、1600℃×3h煅燒,測其燒后體積密度、顯氣孔率、常溫壓耐強度.3結(jié)果與討論3.1充填細顆粒的最緊密堆積從圖1可看出,隨著n值的增大,堆積密度先增大然后減小,在n=0.35時堆積密度達到最大值.當n<0.30時,堆積密度受n值變化影響較大,當n值在0.30~0.40之間時,堆積密度的變化較小.從配料組成表1可看出,隨著n值的增大,各試樣配比中粗顆粒逐漸增多,細顆粒逐漸減少.我們知道,要想達到顆粒的最緊密堆積,理想的堆積狀態(tài)應該是:粗顆粒構成框架,中間顆粒填充于大顆粒構成的空隙間,細粉填充于中間顆粒構成的空隙中,較細顆粒的數(shù)量,應足夠填充于緊密排列的顆粒構成的間隙.當n值較小時,配料中粗顆粒較少,細顆粒較多,細顆粒在填充了粗、中顆粒的空隙后還有剩余,過剩的細顆粒與細顆粒直接接觸形成新的空隙,使材料不能形成緊密堆積;隨著n值的增大,配料中粗顆粒逐漸增多,但當粗顆粒增多到一定程度時,就沒有足夠的細粉來填充粗顆粒之間的孔隙,反而使氣孔率增大,堆積密度減小.在這兩種情況下,都不能形成緊密堆積的理想堆積狀態(tài),只有配料中粗、中、細顆粒的比例在一個合適的比值上時才能達到最佳堆積,使試樣具有較高的堆積密度.依據(jù)圖1,為使干式搗打料獲得最緊密堆積,使配比組成中粒度分布最為恰當,粒度分布系數(shù)n值應取在0.30~0.40之間.3.2燒后體積密度和氣孔率隨n值變化的規(guī)律從圖2、圖3可以看出,在不同溫度處理后各試樣的體積密度在n值小于0.3時變化較為明顯,隨n值增大而增大,顯氣孔率隨n值增大而減小,但在n值大于0.30以后,變化趨于平緩,到n=0.35和0.40時,體積密度和氣孔率幾乎不再變化.這和不同n值下各試樣堆積密度所表現(xiàn)出的規(guī)律較接近.雖然在一般情況下,高溫燒結(jié)會使試樣更為致密,大多數(shù)情況下會使試樣產(chǎn)生一定的收縮,但對本實驗采用的純度較高的電熔白剛玉原料來說,燒成收縮的比例很小,如圖2、圖3中所示,同一n值的試樣在三個不同溫度處理后體積密度和顯氣孔率變化極小即可說明這一點.因此,堆積密度大的試樣其燒后體積密度也大,更多受n值變化即粒度分布變化的影響,具有最佳的n值取值范圍在0.35~0.40之間.3.3燒結(jié)溫度對建議的影響由圖4可見,隨著n值的增大,各試樣燒后常溫耐壓強度總體上是先增大后減小,但在1200℃煅燒后與在1500℃和1600℃煅燒后強度表現(xiàn)出的規(guī)律不完全一致.1200℃燒結(jié)時,因燒結(jié)溫度較低,除了助燒劑硼酸熔化與少部分剛玉發(fā)生反應使試樣具有基本強度外,剛玉顆粒與細粉以及細粉與細粉之間不會發(fā)生任何反應,試樣基本未燒桔,圖4中所示各試樣在1200℃處理后的強度較1500℃和1600℃處理后的強度低很多即可說明這一點.在這種情況下,堆積密度最大(n=0.35)的試樣其顆粒和細粉間的接觸最為緊密,其物理粘結(jié)性也應最好,所以具有最大的強度值.而在1500℃和1600℃燒結(jié)時,隨著燒結(jié)溫度的提高,剛玉顆粒和細粉開始參與反應,這時顆粒和細粉的含量會對燒結(jié)反應產(chǎn)生一定的影響:當n值較小時,配料中的細粉較多,在高溫燒結(jié)時,助燒結(jié)劑先與配料中的細粉反應,雖使細粉間的結(jié)合較為緊密,但過多的細粉將顆粒完全隔離開來,使顆粒間不能因高溫燒結(jié)而結(jié)合起來形成骨架結(jié)構,所以強度值不會太高;但當n值較大時,又使配料中的粗顆粒偏多,細粉偏少,使得高溫燒結(jié)時沒有足夠的細粉來參與反應,也使顆粒間不能形成緊密結(jié)合,從而影響強度.也就是說,n值的變化即粒度分布的變化對高溫燒結(jié)影響較大,圖4中所示在n=0.25~0.30時干打料的高溫燒結(jié)性最好,有較高的強度值.4粒度分布系數(shù)n值(1)對干式搗打料而言,為使搗打后的襯體獲得最緊密堆積,同時具有較大的燒后體積密度和較小的氣孔率,粒度分布系數(shù)n值應取在0.30~0.40之間;(2)粒度分布系數(shù)n值在0.2