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镁碳砖的结合剂主要是液态的热固性酚醛树脂,镁碳砖干燥的过程实际上就是热固性酚醛树脂的固化过程,所以镁碳砖成型完毕后需要进行干燥处理。



随着温度的升高,热固性酚醛树脂的会发生非常复杂固化反应,这种反应不仅取决于反应温度、原料结构、酚羟基邻对位的活性,而且和合成树脂时选用的催化剂有关,热固性酚醛树脂加热固化时一般分为两个阶段。

第一阶段:

温度低于170℃的时候,主要反应是分子链加长,羟甲基与其它分子上活泼氢发生反应,脱去一分子的水,形成亚甲基键。羟甲基与其它分子上的羟甲基发生反应,脱去一分子的水,形成二苄基醚。以上两个过程是第一阶段固化反应的主要反应,此外还有一部分其他的反应。

第二阶段:

当温度超过170℃后,第二阶段的反应开始剧烈,一直到200℃左右,高温状态下酚醛树脂反应非常复杂,主要包括二苄基醚的进一步反应,二苄基醚键不稳定,易分解成亚甲基键,并逸出甲醛;还有第一阶段未反应完的酚醇继续反应。第二阶段反应特点是固化物成红棕色,颜色更深点可能是深棕色,这时主要生成的是亚甲基苯醌及其聚合物,反应生成的固形物越来越多,粘度越来越大,它们主要的连接形式是亚甲基键,其固化温度为170~250℃。

根据热固性酚醛树脂的固化原理,一般将镁碳砖的热处理温度设定在200℃。保温时间一般在10小时以上,之所以热处理温度设定在200℃,是因为这个温度既能保证树脂完全固化,也不会消耗太多的热能,而且用普通的燃料和窑炉很容易达到这个温度,是一个比较经济适用的温度。

为了保证200℃的热处理温度,各个企业根据自身特点设计了很多不同形式的窑炉。根据窑炉的发热形式可分为煤窑、电阻丝窑和微波热处理窑,这三类窑炉各有自己的特点,下面将逐一介绍。



镁碳砖常用热处理窑炉的种类

1、煤窑

煤窑是早期镁碳砖生产厂家最早采用的一种热处理窑,煤窑设计的时候将烟道分布在窑内,如图1所示,刚刚维修过的部位即为损毁的烟道,当煤燃烧时高温的烟气从烟道走过,从而使窑内温度升高。煤窑设计的时候基本上没有任何电器辅助设备,只有在窑头和窑尾各有一个温度计,用来观察窑内温度。

煤窑作为一种热处理方式被人所采用,则必定有它一定的特点。镁碳砖刚开始出现的时候,人们对它的外观其实并不太注重,使用效果的好坏更能吸引人们的眼球,所以这种很原始的窑炉就进入了人的视线,只要达到了镁碳砖热处理的效果就可以了,所以他的很多缺点就被人忽视了。

2、电阻丝窑

随着镁碳砖的发展,人们对热处理窑的要求越来越高,这时候煤窑的很多缺点开始显露出来,比如说窑温的不稳定,产品外观不美观,烟雾熏烧痕迹严重等等。于是人们开始设计电阻丝窑来替代煤窑,图2即为电阻丝窑内部排列的用于加热的电阻丝,电阻丝窑相对于煤窑来说很多优点:

(1)升温速度快,温度均匀,温度控制精确;

(2)生产环境好,无灰尘,无熏烧痕迹;

(3)全程自动化控制,无需人为干扰,安全度高;

(4)由于电阻丝窑是全窑均匀加热,温度均匀稳定,所以整个窑体寿命长,基本上能做到全程无需维修,唯一需要跟换的就是电阻丝。