配料就是按工藝要求將加工好的各種原料按規(guī)定比例配合,并將同一原料按一定顆粒組成配合的操作過程,即包括化學組成和顆粒組成的配合。它隨制品的性能要求、所用原料的性質(zhì)及工藝條件而改變。
一、化學組成的配合
化學組成的配合必須滿足制品的要求,并且應高于制品的指標要求。這是因為要考慮到原料和制品化學組成可能有波動,分析試樣時可能存在誤差。其中包括對主要成分的含量、易熔雜質(zhì)總量和有害雜質(zhì)的許可量的規(guī)定。
現(xiàn)在生產(chǎn)中一般采用半干法成型,它要求坯料應具有足夠的結(jié)合性,因此在配料中應含有結(jié)合成分。結(jié)合作用可由配料中的主體原料來承擔,若主體原料是瘠性的,則由具有粘結(jié)能力的結(jié)合劑來完成。如紙漿廢液、結(jié)合粘土和石灰乳等。紙漿廢液除對坯料的物理性能產(chǎn)生影響外,通常認為不影響制品的化學組成。而結(jié)合粘土和石灰乳這類結(jié)合劑,將對制品的化學組成和性能帶來顯著的影響。
配料中,有時根據(jù)制品的性能要求,還需加入少量其它物質(zhì)。如生產(chǎn)高氣孔率制品時,需加入鋸末、木屑或木炭等可燃物,以使制品形成更多的氣孔。
二、顆粒組成的配合
坯料的顆粒組成對坯體的致密度有很大影響。在不考慮顆粒本身變形的前提下,從粉料制成坯體的總收縮,等于原始氣孔的體積。因此,只有符合緊密堆積原理的顆粒組成,才有得到致密坯體的可能。根據(jù)最緊密堆積原理,理想的顆粒組成應該使粗顆粒構(gòu)成框架,中間顆粒填充于大顆粒構(gòu)成的空隙間與大顆粒相切,細粉填充于中間顆粒和大顆粒構(gòu)成的空隙中,而這樣的理想狀態(tài),在實際生產(chǎn)過程中是無法實現(xiàn)的。因為較小的顆粒往往密集于大顆粒間,而且很少自由移動。因此無論振動或壓制,均難以改變這樣的狀態(tài)而達到理想情況。即使再引入更小的顆粒,情況亦然。盡管如此,通過理論計算和實驗,仍可得出以下有實際意義的結(jié)論:
。1)采用單一的顆粒不能達到緊密堆積。
。2)采用多組分顆粒可達到緊密堆積,而且各組分顆粒尺寸相差越大越好。一般相差4~5倍以上效果顯著。
。3)較細顆粒的數(shù)量,應足夠填充于緊密排列的顆粒構(gòu)成的間隙之中。該數(shù)量取決于顆粒的形狀和填充方式。實際上,當有兩種組分顆粒時,粗細顆粒數(shù)量比為7:3,當有三種組分顆粒時為7:1:2。
。4)增加顆粒組分的數(shù)目可提高堆積密度,使它接近于最緊密堆積,但當組分大于3 時,實際意義不大。
。5)在可能條件下,應適當增大臨界顆粒尺寸,以擴大各組分顆粒尺寸的差別。
在耐火材料生產(chǎn)中,通常多采取三種組分顆粒配合。即粗顆粒、中顆粒和細顆粒。但它們的粒徑范圍尚無統(tǒng)一的標準。實際上它受原料的加熱性質(zhì)和其它條件的影響也難于固定不變。有如下的粒徑范圍可作為參考:
細顆粒:0~0.2mm(或0.1mm);
中顆粒:0.2(0.1)mm~0.5mm;
粗顆粒:0.5mm~3(或4)(mm)。
三、配料方法
通常采用的配料方法有兩種,容積配料法和質(zhì)量配料法。質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量來配料的方法。它的應用較普遍。質(zhì)量配料稱量設備有手動稱量秤、自動稱量秤和稱量車等。近年來,開始采用新型稱量設備有:電子秤和光電數(shù)字顯示秤。上述設備中,除手動稱量秤外,其它設備都可實現(xiàn)自動控制。它們的選用都應根據(jù)工藝要求、自動控制水平以及操作和修理技術水平而定。質(zhì)量配料設備的結(jié)構(gòu)雖較容積配料設備復雜,但配料準確度高,配料誤差一般不超過2%。在實際生產(chǎn)中采用質(zhì)量配料法時,應注意原料水分波動帶來的影響。
容積配料法是按體積比來配料的方法。各種給料機幾乎都能適應作為容積配料的設備。例如,工廠中常用的有帶式、板式、槽式、圓盤式、格式、螺旋式和振動式給料機等。容積配料設備結(jié)構(gòu)簡單,易于調(diào)節(jié),可連續(xù)配料,密封性好,有利于防塵措施的實施,但配料的準確度一般較質(zhì)量配料法差些。
配料的準確性(或配料中成分允許的誤差)取決于原料的配合比例、原料的組成和在具體場合的檢驗方法。