烧成在焦炉硅砖生产中举足轻重
烧成是焦炉硅砖生产中非常重要的工序,在烧成过程中,会发生许多地变化,并伴随较大的体积变化,特别是高纯致密硅砖,在烧成时形成的液相量较少,使其烧成更加困难。为了获得合乎要求的硅砖和较高的烧成成品率,应根据烧成中所发生的一系列物理化学变化,特别是不同温度下的体积变化,同时考虑其他因素,制订出合理的烧成制度。
硅砖在600℃以下烧成时,虽有石英砖化及伴随的体积膨胀,但由于坯体的导热性低,加热时坯体中心部分温度低于表面处,因此β→α石英的砖变不是一瞬间进行的,而是发生在窑空间的某一温度范围内,这个砖变在坯体内不会引起很大的应力,且对坯体强度影响不大。因此,在此阶段内可用较快而均匀的升温速度烧成焦炉硅砖。
在700℃以上至11001200℃温度范围内,因砖坯体积变化不大,强度逐渐提高,不会产生过大应力,只要保证砖坯加热均匀,可尽快升温。
11001200℃至烧成终了温度的高温阶段,硅砖的比重显著降低,晶体砖变及体积变化集中的发生在这一阶段,它是决定焦炉硅砖砖坯出现裂纹与否的关键阶段。这个阶段为了在高温阶段使温度缓慢均匀上升,在生产中通常采取还原火焰烧成。同时还使窑内温度分布均匀,减少窑内上下温差,避免高温火焰冲击砖坯,达到“软火”均匀缓和的火焰烧成)烧成要求。
硅砖的烧成温度不应该超过1420℃。烧成温度过高时,会增加烧成废品。焦炉硅砖烧成超过烧成温度后,通常根据制品的形状的大小,窑的特性,硅砖晶形砖化难易,制品要求的密度等因素,给以足够的保温时间,一般波动于20~56h。
硅砖烧成后的冷却,也应符合膨胀与收缩曲线要求,高温下(600~800℃以上)可以快冷,低温时因有方石英和鳞石英的快速晶形砖变,产生体积收缩,故应缓慢冷却。
在制定烧成曲线时,除应符合上述要求外,硅砖还应考虑原料的加热性质、加入物的数量和性质、砖块的形状和大小。