耐火材料 药品 粉末冶金 新能源 特种材料物料自动配混料系统
耐火材料生产线是一个较为复杂的系统，以下是详细介绍：
### 一、原料准备
1. **原料开采与采购**
- 耐火材料的原料种类繁多，常见的有耐火粘土、高铝矾土、硅石、镁砂等。对于天然原料，如高铝矾土，需要进行开采。开采的矿点要经过严格的勘探，确保原料的品位和质量稳定。
- 同时，也会从市场采购一些经过加工处理的原料，如合成镁铝尖晶石等。在采购时，要依据产品的质量要求，对原料的化学成分、粒度等指标进行严格检测。
2. **原料破碎**
- **粗碎**：
- 开采后的大块原料（如矾土矿石块度可能达到数米）首先要经过粗碎设备，如颚式破碎机。颚式破碎机通过动颚和定颚的挤压作用将大块原料破碎成较小的颗粒。其工作原理是电机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动颚上下运动，当动颚上升时肘板与动颚间夹角变大，从而推动动颚板向定颚板接近，物料被挤压破碎。粗碎后的原料粒度一般在100 - 300mm左右。
- **中碎**：
- 粗碎后的原料接着进入中碎环节，常用的中碎设备有圆锥破碎机或反击式破碎机。圆锥破碎机通过轧臼壁向破碎壁运动挤压物料，使物料进一步破碎。反击式破碎机则是利用板锤冲击物料，物料在反击板上再次受到冲击破碎。中碎后的原料粒度可达到10 - 50mm。
- **细碎**：
- 对于一些对粒度要求更精细的产品，还需要进行细碎。例如，采用对辊破碎机或锤式破碎机。对辊破碎机是通过两个相对旋转的辊子挤压物料，使物料达到更小的粒度，一般能达到1 - 10mm。锤式破碎机则是利用高速旋转的锤子对物料进行打击破碎，细碎后的原料粒度可以满足后续配料的基本要求。
3. **原料研磨**
- 部分耐火材料产品需要将原料研磨成细粉，如生产镁质耐火材料时需要将镁砂研磨成细粉。通常采用球磨机进行研磨。球磨机内装有钢球，当筒体旋转时，钢球在离心力和摩擦力的作用下被带到一定高度后落下，对物料进行冲击和研磨。通过调整球磨机的转速、球料比等参数，可以控制研磨后原料的粒度，一般可将原料研磨至小于0.088mm（200目）甚至更细的粒度。
4. **原料筛分与除铁**
- **筛分**：
- 破碎和研磨后的原料需要进行筛分，以获得符合粒度要求的原料。常用的筛分设备有振动筛。振动筛通过振动电机产生的激振力使物料在筛面上做跳跃式运动，小于筛孔尺寸的物料透过筛孔落下，而大于筛孔尺寸的物料则留在筛面上被排出。通过不同目数的筛网，可以将原料筛分成不同粒度等级，如分成0 - 1mm、1 - 3mm、3 - 5mm等不同粒度段，以满足不同耐火材料产品的配方要求。
- **除铁**：
- 在原料加工过程中，不可避免地会混入一些铁杂质，这些铁杂质会影响耐火材料的高温性能。常用的除铁设备有电磁除铁器和永磁除铁器。电磁除铁器是利用电流产生磁场，使磁性物质被吸附在除铁器上；永磁除铁器则是利用永磁体产生磁场进行除铁。除铁后的原料铁含量可降低到较低水平，保证耐火材料的质量。
### 二、配料环节
1. **配方设计**
- 根据耐火材料的不同用途（如用于钢铁冶炼的高炉用耐火材料、玻璃窑用耐火材料等），设计相应的原料配方。配方要考虑耐火材料所需的耐火度、荷重软化温度、抗热震性等性能指标。例如，对于高铝耐火材料，要根据所需的氧化铝含量确定高铝矾土、刚玉等原料的比例。同时，还要考虑原料之间的化学相容性，避免在高温下发生不良反应。
2. **配料操作**
- 按照设计好的配方，采用配料设备**配料。常用的配料设备有电子配料秤。电子配料秤通过传感器感知物料的重量，将重量信号转换为电信号，传输给控制系统。操作人员在控制系统中输入所需的各原料重量值，配料秤自动控制各原料的下料量，确保配料的准确性。配料的误差一般要求控制在±1%以内，以保证耐火材料产品质量的稳定性。
### 三、混合工序
1. **混合设备**
- 配料后的原料需要进行充分混合，常用的混合设备有强力混合机、双轴搅拌机等。强力混合机通过高速旋转的搅拌桨对原料进行强力搅拌，使不同原料颗粒均匀分布。双轴搅拌机则是利用两根平行的搅拌轴上的叶片对物料进行搅拌混合。
2. **混合工艺**
- 在混合过程中，要控制混合时间、搅拌速度等参数。混合时间过短会导致原料混合不均匀，影响产品性能；混合时间过长则可能造成原料颗粒的过度破碎或团聚。一般混合时间根据原料的种类和数量在5 - 30分钟不等。搅拌速度也要根据混合设备的类型和原料特性进行调整，例如强力混合机的搅拌速度可能在50 - 200转/分钟之间。同时，对于一些需要添加结合剂（如酚醛树脂、水玻璃等）的耐火材料，要在混合过程中准确添加结合剂，并确保结合剂均匀分布在原料中。
### 四、成型工艺
1. **成型方法选择**
- 根据耐火材料产品的形状、尺寸和性能要求选择合适的成型方法。
- **压制成型**：
- 对于形状简单、尺寸较小且对密度和强度要求较高的耐火制品，如耐火砖，常采用压制成型方法。压制成型是将混合好的原料放入模具中，通过压力机施加压力，使原料在模具内压实成型。压力机的压力根据产品的要求而定，一般在几十吨到数百吨不等。例如，普通耐火砖的成型压力可能在50 - 150吨之间，而对于高密度的**耐火砖，成型压力可能达到300 - 500吨。
- **浇注成型**：
- 对于一些形状复杂、大型或薄壁的耐火制品，如某些特殊形状的窑炉内衬构件，采用浇注成型方法。浇注成型是将混合有结合剂和添加剂的原料与液态的结合剂（如水泥结合剂与水混合成的浆体）制成具有一定流动性的浇注料，然后倒入模具中，在一定的养护条件下（如温度、湿度控制）使其凝固成型。
- **可塑成型**：
- 对于一些需要手工操作或特殊形状的耐火制品，如一些小型的异型耐火部件，可采用可塑成型方法。可塑成型是将原料与适量的增塑剂（如粘土等）混合制成具有可塑性的泥料，然后通过手工或机械挤压等方式将泥料塑造成所需的形状。
2. **成型模具**
- 模具的质量和精度对成型后的耐火材料产品质量有重要影响。模具材料一般选用高强度、耐磨且不易变形的钢材。对于压制成型模具，要保证模具的尺寸精度在±0.1 - 0.5mm之间，表面粗糙度要达到一定标准，以确保成型后的产品尺寸准确、表面光滑。对于浇注成型模具，要考虑模具的透气性、脱模性能等因素，例如在模具表面涂抹脱模剂以方便脱模。
### 五、干燥工艺
1. **干燥设备**
- 常用的干燥设备有隧道式干燥器、回转式干燥器等。
- 隧道式干燥器是一种连续式干燥设备，成型后的耐火材料制品放置在干燥车上，沿着隧道缓慢移动，热空气从隧道的一端或两端进入，与制品进行热交换，使制品中的水分蒸发。回转式干燥器则是通过筒体的旋转，使制品在筒体内不断翻滚，热空气在筒体内流动，实现对制品的干燥。
2. **干燥参数控制**
- 在干燥过程中，要控制干燥温度、干燥时间和空气湿度等参数。干燥温度一般根据耐火材料的种类和结合剂的性质而定，例如对于水玻璃结合的耐火材料，干燥温度可能在100 - 200°C之间；对于树脂结合的耐火材料，干燥温度可能在50 - 150°C之间。干燥时间也与制品的尺寸、形状和含水量有关，一般小型制品的干燥时间可能在几小时到十几小时，大型制品可能需要数天的干燥时间。空气湿度要控制在一定范围内，避免干燥过程中制品表面出现结露现象。
### 六、烧成工艺
1. **烧成设备**
- 常用的烧成设备有隧道窑、梭式窑等。
- 隧道窑是一种连续式的烧成窑炉，耐火材料制品放置在窑车上，沿着隧道窑的长度方向缓慢移动，依次经过预热、烧成、冷却等区域。隧道窑的长度可达几十米到上百米，烧成温度可根据耐火材料的种类在1000 - 1800°C之间调节。梭式窑是一种间歇式的烧成窑炉，制品装窑后进行烧成，烧成结束后将制品取出，再进行下一批制品的装窑烧成。梭式窑的灵活性较高，适合小批量、多品种的耐火材料生产。
2. **烧成参数控制**
- 烧成过程中要严格控制烧成温度、保温时间和升温/降温速率等参数。例如，对于镁质耐火材料，烧成温度可能在1600 - 1800°C之间，保温时间根据制品的厚度和密度可能在2 - 10小时不等。升温速率过快可能导致制品内部产生热应力而出现裂纹，一般升温速率控制在10 - 100°C/小时之间；降温速率也要合理控制，避免制品因急冷而损坏。