耐火材料生產(chǎn)用機(jī)械設(shè)備(mechanicalequipmentsforrefractoryproduction)

耐火術(shù)于料產(chǎn)品種類(lèi)繁多，生產(chǎn)工藝和采用的設(shè)備亦不相同，其主要生產(chǎn)工序?yàn)樵响褵⒃掀扑椤⒎鬯椤⑴淞稀⒒旌稀⒊尚汀⒏稍锖蜔伞?duì)某些有特殊要求的產(chǎn)品燒成后還需進(jìn)行再加工。生產(chǎn)用機(jī)械設(shè)備主要包括：洗石設(shè)備、粉碎設(shè)備、稱(chēng)量設(shè)備、混合設(shè)備、成型設(shè)備、制品加工設(shè)備、制纖設(shè)備和不定形耐火材料施工機(jī)具。

破碎、粉碎設(shè)備耐火材料生產(chǎn)大都是采用天然固態(tài)原料，從礦山開(kāi)采的耐火原料，如硅石、鋁礬土、菱鎂石等，運(yùn)入廠內(nèi)的原料塊度一般限制小于300ram，將這些大塊原料破碎成符合制品工藝要求的顆粒度，一般需進(jìn)行粗破碎、中碎和細(xì)粉碎三段破碎工序來(lái)完成。上述各種破碎設(shè)備大都是標(biāo)準(zhǔn)型通用設(shè)備，本書(shū)只列出少數(shù)主要設(shè)備進(jìn)行介紹。

粗破碎將小于300mm的塊料破碎至50mm以下的顆粒。普遍采用的破碎設(shè)備是顎式破碎機(jī)。此設(shè)備具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠、堅(jiān)固耐用、便于維修和生產(chǎn)適應(yīng)性大等優(yōu)點(diǎn)。多用來(lái)破碎硅石、粘土和高鋁熟料、燒結(jié)鎂石等，也用以處理廢磚。

對(duì)于要求潔凈的原料如硅石等，在粗破碎后還需進(jìn)行洗滌，除去夾雜的泥土。常用的洗石設(shè)備是圓筒洗石機(jī)。

中碎經(jīng)過(guò)粗破碎后的小于50mm的塊料，再進(jìn)行中碎，并通過(guò)振動(dòng)篩(單層、雙層、三層)篩分，獲得符合工藝要求的各種粒級(jí)的顆粒。一般制品最大顆粒臨界粒度為3～5mm，大型制品和不定形耐火材料最大顆粒臨界粒度達(dá)到8mm左右。常用的破碎設(shè)備有：(1)輪碾機(jī)(干碾機(jī))。它是一種比較陳舊的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，進(jìn)料尺寸要求不嚴(yán)格，生產(chǎn)顆粒形狀近似圓形。但由于設(shè)備機(jī)體較笨重、生產(chǎn)效率低、粉塵大，因而逐漸被淘汰。(2)圓錐破碎機(jī)。其類(lèi)型有標(biāo)準(zhǔn)型(中碎用)、中型(中、細(xì)碎用)和短頭型(細(xì)碎用)。后者破碎后的顆粒形狀多為立方體顆粒，適合制磚要求；此外，短頭型圓錐破碎機(jī)亦具有機(jī)體小、生產(chǎn)效率高、粉塵小的優(yōu)點(diǎn)，所以得到廣泛應(yīng)用。(3)對(duì)輥破碎機(jī)。有光面輥與齒輥兩種輥型，前者適用于中等硬度及易碎物料，后者適于低硬度物料。光輥型輥式破碎機(jī)破碎物料的顆粒多呈片狀，常與短頭型圓錐破碎機(jī)組成機(jī)組使用。(4)反擊式破碎機(jī)其結(jié)構(gòu)型式有單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子兩種。特點(diǎn)是破碎比大，可以一次完成粗碎與中碎，破碎效率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是反擊板和打擊板極易磨損；轉(zhuǎn)子需進(jìn)行靜平衡與動(dòng)平衡試驗(yàn)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)噪音大。

細(xì)粉碎根據(jù)一般制品配料的要求，除需要不同粒級(jí)的顆粒料以外，尚需一定數(shù)量的小于0．088mm或小于0．044mm的細(xì)粉料，特殊制品甚至要求達(dá)到微米級(jí)的細(xì)粉。常用的粉碎設(shè)備有：(1)筒磨機(jī)(管磨機(jī))。在長(zhǎng)形旋轉(zhuǎn)筒體內(nèi)裝有隔倉(cāng)板，將簡(jiǎn)體內(nèi)分為2～5個(gè)倉(cāng)室，使物料在筒體內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)，以強(qiáng)化研磨，從而可獲得較細(xì)的粉料。在耐火材料工業(yè)中多采用雙室式筒磨機(jī)，以鋼球或特殊鋼球作研磨介質(zhì)。為限制鐵分帶入研磨物料中，亦可采用非金屬研磨介質(zhì)，如細(xì)磨高純度氧化鋁粉料采用剛玉球作研磨介質(zhì)。(2)振動(dòng)磨機(jī)。其工作原理是靠簡(jiǎn)體產(chǎn)生高頻率(1000～3000次／min)低振幅(2～20mm)振動(dòng)，通過(guò)研磨介質(zhì)對(duì)物料劇烈撞擊和研磨作用使其得到細(xì)磨。振動(dòng)磨結(jié)構(gòu)類(lèi)型較多，按結(jié)構(gòu)形式可分為慣性式和偏旋式，前者應(yīng)用較廣泛。按筒體數(shù)量劃分有單筒式、雙筒式和三筒式。按操作方式分間歇式和連續(xù)式。容積為200～1000L的振動(dòng)磨機(jī)在耐火材料工業(yè)中應(yīng)用較多，磨細(xì)物料細(xì)度可達(dá)85～5μm，多用來(lái)研磨高級(jí)耐火原料如氧化鋁等。(3)擺式磨粉機(jī)(亦稱(chēng)雷蒙磨)。機(jī)體為立筒形，其下部為研磨室i內(nèi)有懸掛在旋轉(zhuǎn)立軸梅花架上的懸輥裝置(一般有3輥、4輥、5輥不同機(jī)型)。旋轉(zhuǎn)的離心作用，使磨輥緊壓磨環(huán)回轉(zhuǎn)，將處于二者之間的物料在旋轉(zhuǎn)磨輥的碾壓作用下磨細(xì)。研磨后的粉料被鼓風(fēng)機(jī)循環(huán)氣流帶出吹送到主機(jī)研磨室上方的分級(jí)機(jī)進(jìn)行分級(jí)。合乎要求的細(xì)粉料隨同氣流進(jìn)入旋風(fēng)收集器，收集后經(jīng)出粉管排出即為成品。加料粒度小于20mm，愈小愈好。成品粒度，一般小于0．088mm；對(duì)于易碎物料如輕燒苛性鎂粉等可達(dá)0．044mm以下。(4)氣流粉碎機(jī)。利用蒸汽、空氣或其它氣體以一定壓力噴射入機(jī)內(nèi)，產(chǎn)生高速的氣流，使加入機(jī)內(nèi)的物料互相劇烈碰撞，互相摩擦而被粉碎，可獲得微米級(jí)的微粉。設(shè)備有多種類(lèi)型，常用的有對(duì)射型、流動(dòng)床型、環(huán)管型等。噴射氣流粉碎機(jī)具有磨細(xì)能力強(qiáng)、被磨物料溫升低、磨細(xì)產(chǎn)品幾乎沒(méi)有污染及設(shè)備磨損小等優(yōu)點(diǎn)。但由于設(shè)備費(fèi)用昂貴，產(chǎn)量小，所以只應(yīng)用于需要微粉配料的特殊耐火制品的原料加工。(5)籠形粉碎機(jī)。多用于粉碎軟質(zhì)粘土或半軟質(zhì)粘土(水分不大于8％)，粉碎后的料通過(guò)篩分可以獲得小于0．5mm的粉料。

配料稱(chēng)量設(shè)備根據(jù)不同種類(lèi)的耐火材料及其有關(guān)工藝來(lái)確定其配料的物料組成，如原料組分，不同顆粒度的級(jí)配等按一定比例進(jìn)行配合。常用的配料方法有容積法和重量法兩種。前者配料精度低，只適用于生產(chǎn)一般要求質(zhì)量不高的粘土磚；后者精度高，得到廣泛應(yīng)用。隨著耐火材料品種的增加和質(zhì)量的提高，制品配料成分增多，要求精配是提高質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此對(duì)稱(chēng)量設(shè)備精度的要求也愈加嚴(yán)格。在耐火材料工業(yè)中稱(chēng)量設(shè)備類(lèi)型較多，常用的稱(chēng)量設(shè)備有：(1)杠桿秤。一般多采用復(fù)式杠桿秤，由兩個(gè)或3個(gè)杠桿組成，其稱(chēng)量結(jié)構(gòu)型式有固定單斗秤及移動(dòng)式的稱(chēng)量車(chē)。(2)電子秤。由于具有設(shè)備簡(jiǎn)單、稱(chēng)量精度高(靜態(tài)精度達(dá)到1／1000)、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。為了適應(yīng)耐火材料多品種配料和提高操作水平的要求，以微機(jī)控制的電子稱(chēng)量車(chē)得到發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

混合設(shè)備將稱(chēng)量后的各種配料成分和不同粒度的物料、添加劑、結(jié)合劑和水分等混合均勻的設(shè)備。舊式的混合設(shè)備，依靠碾輪自重進(jìn)行混練、壓密和捏合，以得到密實(shí)的易于成型的泥料。隨著成型設(shè)備壓力的提高，適應(yīng)密度相差大的各種物料共同混合的需要，對(duì)混合泥料的要求注重混合均勻，因此新的混合設(shè)備向輕型、高效、密閉的結(jié)構(gòu)型式發(fā)展。在耐火材料工業(yè)中根據(jù)不同制品的要求，采用的混合設(shè)備類(lèi)型較多，廣泛應(yīng)用的有：(1)雙軸攪拌機(jī)。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可連續(xù)生產(chǎn)，但混合泥料松散，不夠均勻，多用兩臺(tái)或3臺(tái)串聯(lián)使用，一般只用于生產(chǎn)質(zhì)量要求不高的粘土磚。(2)濕碾機(jī)。是一種舊式的混合設(shè)備，由于混合泥料致密，低壓力的成型設(shè)備容易成型，所以應(yīng)用比較廣泛。缺點(diǎn)是設(shè)備笨重，效率低；對(duì)泥料顆粒亦有破壞。新型濕碾機(jī)，在混合盤(pán)中增加了高速轉(zhuǎn)子，加強(qiáng)了對(duì)碾中物料的攪拌，提高了混合效率。(3)行星式強(qiáng)制混合機(jī)。通過(guò)在固定碾盤(pán)內(nèi)的懸掛碾輪、行星攪拌鏟及側(cè)刮板三者之間的相對(duì)逆流運(yùn)動(dòng)，使物料得到均勻混合。具有設(shè)備輕、能耗小、密閉性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。(4)強(qiáng)力逆流混合機(jī)，以低速旋轉(zhuǎn)料盤(pán)、中速攪拌星和高速轉(zhuǎn)子的相對(duì)逆流旋轉(zhuǎn)，使物料能迅速得到混合，適用各種物料的混合。(5)高速混合機(jī)。在固定混合槽內(nèi)安裝有高速旋轉(zhuǎn)(60～120r／min)的特殊形狀的攪拌槳葉，形成旋流運(yùn)動(dòng)，對(duì)于不同密度的物料(如含碳混合料)易于在短時(shí)間內(nèi)混合均勻，且混合效率比一般混合機(jī)提高一倍。混合盤(pán)結(jié)構(gòu)為夾套式，可以通冷卻水或熱水，能夠適應(yīng)某些混合料的冷卻、加熱和保溫的需要，如鎂碳磚的混合料多用此設(shè)備。(6)HL一混練造粒機(jī)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)碾盤(pán)與裝在碾盤(pán)中的兩個(gè)不同轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)，而使物料混合均勻，同時(shí)由于物料呈渦流運(yùn)動(dòng)而形成小球。此設(shè)備多用于長(zhǎng)水口磚和浸入式水口磚用混合料的造粒。(7)雙錐型混合機(jī)。呈棗核狀錐形罐體，通過(guò)罐體的回轉(zhuǎn)，物料靠其重力和離心力反復(fù)進(jìn)行聚合和分離而達(dá)到混合均勻。設(shè)備密閉性較好，多用于不定形料的混合。(8)螺旋錐形混合機(jī)。利用圓錐形筒體內(nèi)的螺旋軸的旋轉(zhuǎn)作用使物料混拌均勻，常用于不定形物料混合或用作預(yù)混合使用。

成型設(shè)備耐火材料制品的磚型繁多，為適應(yīng)各種耐火制品成型的需要，耐火材料工業(yè)中采用了多種類(lèi)型的成型設(shè)備。(1)摩擦壓磚機(jī)。壓磚適應(yīng)性大，易操作和維修，是耐火材料生產(chǎn)中應(yīng)用較多的成型設(shè)備，常用的摩擦壓磚機(jī)的規(guī)格有公稱(chēng)壓功為1600kN、2000kN、3000kN、高噸位的有7500kN、10000kN、15000kN或更高的。成型中注管磚或較厚的磚型，采用高沖程摩擦壓磚機(jī)。(2)電磁螺旋壓磚機(jī)。設(shè)備結(jié)構(gòu)類(lèi)似摩擦壓磚機(jī)，不同之處是其傳動(dòng)由兩臺(tái)直線電動(dòng)機(jī)代替摩擦壓磚機(jī)的兩個(gè)摩擦輪機(jī)構(gòu)。一般多為低噸位壓機(jī)，應(yīng)用較少。(3)液壓摩擦壓磚機(jī)。在壓磚過(guò)程初期宜施加低壓力，可使成型的泥料在磚模中排氣。液壓摩擦壓磚機(jī)初壓采用液壓缸將壓塊壓下加壓(其壓力僅為最終壓力的幾十分之一)，之后再利用摩擦機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的沖擊力打擊壓塊，完成壓磚。這種采用油壓預(yù)壓和摩擦壓力結(jié)構(gòu)相結(jié)合的壓磚機(jī)，使用性能比一般摩擦壓磚機(jī)優(yōu)越，但需增加液壓系統(tǒng)，所以造價(jià)高。(4)液壓壓磚機(jī)。該機(jī)特點(diǎn)是用液體傳遞能量產(chǎn)生靜壓力，工作平穩(wěn)，雙面加壓，調(diào)節(jié)壓力方便，容易滿(mǎn)足耐火制品成型工藝的要求，壓磚質(zhì)量好。因此得到推廣應(yīng)用。為適應(yīng)耐火材料各種制品發(fā)展的需要，20世紀(jì)70年代以來(lái)世界上高性能、帶有真空脫氣的高噸位液壓壓磚機(jī)有了進(jìn)一步的發(fā)展，如12000kN、20000kN、32000kN、50000kN壓力的液壓壓磚機(jī)先后開(kāi)發(fā)應(yīng)用，可以用來(lái)成型多種耐火制品，諸如轉(zhuǎn)爐大型襯磚，滑動(dòng)水口磚及含碳特殊制品等，都能獲得致密和外形尺寸精度高的磚坯。所以液壓壓磚機(jī)，在使用中顯示出適應(yīng)性大，操作自動(dòng)化程度高和成型精度高等方面的優(yōu)越性。液壓壓磚機(jī)的設(shè)備費(fèi)用高，維護(hù)復(fù)雜。(5)杠桿壓磚機(jī)。利用機(jī)械杠桿結(jié)構(gòu)組成的壓磚機(jī)，在固定模內(nèi)進(jìn)行雙面加壓，其沖頭行程值是恒定的，適用壓制尺寸較小的標(biāo)普型粘土磚，在高壓杠桿壓磚機(jī)上也可壓制鎂質(zhì)制品。這種壓磚機(jī)的加壓制度調(diào)節(jié)困難。(6)等靜壓機(jī)。通過(guò)液體或氣體傳遞壓力使坯體各個(gè)方向均勻受壓得到致密成型。等靜壓機(jī)分為冷等靜壓機(jī)和熱等靜壓機(jī)兩種。在耐火材料工業(yè)中主要應(yīng)用冷等靜壓機(jī)，工作介質(zhì)用油或水。由于等靜壓機(jī)設(shè)備費(fèi)用高，生產(chǎn)效率低，所以只用于其它成型設(shè)備滿(mǎn)足不了工藝要求的和不能成型的、形狀復(fù)雜的、大型及細(xì)長(zhǎng)形的制品，如成型長(zhǎng)水口磚、浸入式水口磚及整體塞棒以及特殊制品等。(7)回轉(zhuǎn)壓磚機(jī)。是具有圓形轉(zhuǎn)盤(pán)工作臺(tái)式的壓磚機(jī)，利用回轉(zhuǎn)盤(pán)的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成加料、壓磚、出磚，所以生產(chǎn)效率高，這種壓磚機(jī)僅適合壓制一般標(biāo)普型磚。(8)振動(dòng)成型機(jī)。在加壓條件下靠振動(dòng)力成型的設(shè)備，用以成型復(fù)雜的異型和巨型磚。振動(dòng)成型設(shè)備類(lèi)型甚多，按振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)方式，有機(jī)械的、電磁的、氣動(dòng)的及液壓的；按振動(dòng)器一加壓裝置的設(shè)置方式，分為下部振動(dòng)一上部加壓、上部振動(dòng)一上部加壓和側(cè)部振動(dòng)一上部加壓等形式。(9)夾板錘與空氣錘是代替手工成型的簡(jiǎn)單成型機(jī)械，常用成型異型和大型磚。

燒成后制品的加工設(shè)備為進(jìn)一步提高制品的使用性能和對(duì)制品外形再進(jìn)行精細(xì)加工，根據(jù)不同制品的要求，采用不同的加工設(shè)備。(1)真空油浸設(shè)備。由真空浸漬罐、加壓泵、真空泵、瀝青加熱槽、熱油鍋爐等組成的浸漬裝置系統(tǒng)。將燒成后的白云石質(zhì)制品、滑板磚等放入真空浸漬罐內(nèi)抽真空、加入液態(tài)熱瀝青同時(shí)加壓進(jìn)行浸漬。對(duì)白云石質(zhì)制品除可提高防水化性能外還可增加碳含量，提高抗渣蝕性能；滑板磚通過(guò)油浸也能夠提高抗渣蝕性能和熱機(jī)械性能。(2)磨磚機(jī)。一般采用平面磨床，對(duì)外形尺寸不合格或需提高平整度的制品進(jìn)行研磨加工成為合格品，如滑板磚工作面平整度一般要求達(dá)到0．03～0．05mm，需經(jīng)過(guò)粗磨與細(xì)磨來(lái)完成。(3)鉆孔機(jī)。由于制品在成型中通過(guò)模具在磚坯上留出孔洞周?chē)桩a(chǎn)生裂紋，因此在燒成后的制品上用立式鉆孔機(jī)開(kāi)孔，如滑板磚的流鋼孔，這樣可獲得質(zhì)量完好的孔形。(4)車(chē)床。多用以加工等靜壓成型的坯體，如加工長(zhǎng)水口、浸入式水口與整體塞棒等。(5)切磚機(jī)。對(duì)于熔鑄制品，采用高速鋸床，通過(guò)切割加工，獲得規(guī)定外形的制品。(6)打箍機(jī)。在制品外緣用鋼帶纏繞加固，如滑板磚用打箍機(jī)將鋼帶纏繞在磚體周?chē)宕u使用斷裂時(shí)起緊固防護(hù)作用。