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中国的粘土砖Al2O3含量通常多在40%以上,Fe2O3含量小于2.0~2.5%.配料中熟料为65~85%,结合粘土为35~15%.将粉碎的结合粘土和磨细的熟料混磨,再与颗粒熟料一起配制成半干泥料,高压成型,在约1400℃下烧成,性能较好.粘土砖在高温下呈弱酸性,抗碱性熔渣侵蚀的能力稍差,但随Al2O3含量提高而增强.
异型粘土砖烧制过程：
1.配料与混练
熟料与结合粘土(生料)配比要根据制品的用处,质量要求,形状,尺寸以及原料的性能及工艺过程来确定.像高炉砖,钢包衬砖采用多熟料配方,粘土熟料要占70%~90%.特异形制品结合粘土占30%~40%.一般标普型制品生粘土比例都很大,占50%~60%.
结合粘土普遍采用细粉形式加入,如果按颗粒的堆积密度要求,熟料和结合粘土的细粉有剩余时,结合粘土的粒度要符合颗粒配比的要求.
成型泥料的水分及纸浆废液的加入量,视成型方法及泥料性能而定,如半于成型泥料水分较少,而结合粘土比例小的多熟料制品,特别是制品形状复杂,而生粘土的结合性能比较差时,往往加入1%~2%的纸浆废液(密度为1.20~1.25g/cm3),以便提高砖坯强度.
普遍采用湿碾机混练泥料,当混练的泥料水分高时,容易形成泥饼或泥块,往往还要用双轴搅拌机配合.
在湿碾中一般混练4~lOmin,个别高质量产品要求混练15~25min.
2.成型与干燥
粘土砖采用可塑法成型时,体积密度为2.0~2.1g/cm3.半干法成型,由于砖坯的外形尺寸及对制品的质量要求不同,成型压力一般在40~80MPa之间变化制品的体积密度在2.1~2.4g/cm3.特异形和大型粘土砖,一般采用振动成型,风锤捣打或手工成型,体积密度为2.1~2.3g/cm3.
可塑成型及大型,特异形制品,要在空气中自然干燥1~5天,然后再进入干燥器中干燥.半干法成型的标普形砖可以直接入窑烧成,特别是用倒焰窑烧成.不过用隧道窑烧成还是预先干燥水分小于2%为好.可以提高成品率.
3.烧成
可以在倒焰窑、隧道窑、梭式窑等各种炉窑中烧成.烧成温度通常比结合粘土烧结温度高100~150℃,对于结合粘土烧结范围窄的,通常比结合粘土的烧结温度高50~100℃.我国粘土砖的烧成温度一般在1330~1380℃.烧成过程中一般分为4个阶段:
(1)常温~200℃,砖坯中残余水分排除阶段.排除的蒸汽会造成较大的蒸汽压力.如果升温过快,蒸汽压力会使砖坯开裂,所以升温速度要缓慢.
(2)200~900℃,发生碳酸盐分解,铁质氧化,有机物分解.粘土物质分解排出结晶水,坯体收缩约0.5%,不会产生较大应力,这个阶段可以快速升温.
(3)900~1380℃,是莫来石生成,液相出现及坯体烧结阶段.在这个阶段,砖坯发生强烈地收缩,大约2%~4%.如果升温过快或加热不均匀,会使制品造成裂纹,因此升温要慢些,控制氧化焰烧成.
(4)1380℃~常温,是冷却阶段,发生莫来石的缓慢结晶,熔体固化,伴随正常收缩.一般在1000~800℃应缓慢.由于粘土砖抗热震性好,冷却可快些,可适当用鼓风机冷却.
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