谁知道电池片制作中烧结的作用是干什么的?
经过丝网印刷后的硅片,不能直接使用,需经烧结炉快速烧结,将有机树脂粘合剂燃烧掉,剩下几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的银电极。当银电极和晶体硅在温度达到共晶温度时,晶体硅原子以一定的比例融入到熔融的银电极材料中去,从而形成上下电极的欧姆接触,提高电池片的开路电压和填充因子两个关键参数,使其具有电阻特性,以提高电池片的转换效率。烧结炉分为预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉,此阶段温度慢慢上升;烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应,形成电阻膜结构,使其真正具有电阻特性,该阶段温度达到峰值;降温冷却阶段,玻璃冷却硬化并凝固,使电阻膜结构固定地粘附于基片上。
1、烧结 sintering
粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理,目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。
2、填料 packing material
在预烧或烧结过程中为了起分隔和保护作用而将压坯埋入其中的一种材料。
3、预烧 presintering
在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。
4、加压烧结 pressure
在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。
5、松装烧结 loose-powder sintering,gravity sintering
粉末未经压制直接进行的烧结。
6、液相烧结 liquid-phase sintering
至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。
7、过烧 oversintering
烧结温度过高和(或)烧结时间过长致使产品最终性能恶化的烧结。
8、欠烧 undersintering
烧结温度过低和(或)烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。
http://www.ccisn.com.cn/indexb/reads.asp?msgid=239
http://www.jiahuahuagong.com/cp1a.htm
http://www.pmol.cn/science/shownews.asp?id=45
http://www.shjqt.com/bbs/default.asp
由于烧结技术具体的作用和应用太广泛了, 以下介绍一下烧结生产在钢铁工业粉矿造块的意义和作用
我国的铁矿石大部分都是贫矿,贫矿直接入炉炼铁是很不合算b,因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿后,再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼。所以,粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节。
富矿的开采过程中要产生粉矿,为了满足高炉的粒度要兔在整较过程中也会产生粉矿,粉矿直接入炉会51起高炉不顺。恶化高炉技术经济指标,因此粉矿也必须经过造块才能入炉。
粉矿经过迭决后,可以进一步控制相改善合铁原料的性肠获得气孔串高、还原性好、强度合适、软熔温度较高、成份稳定的优质冶金原料,有助于炉况的稳定和技术经济指标的改善。粒矿造块过程中,还可以除去部份有害杂质,如硫、氟、砷、锌等,有利于提高生铁的质量。因为人造富矿比天然富矿更具有优越性,成为了现代商炉原料的主要来源。
粉矿迭块还可综合利用含铁、合被、台钙的粉状工业废料,如高炉炉尘、钢迢、轧钢皮、均热炉渣、硫酸渣、染料铁红、电厂烟尘灰笔适当配入可以成为廉价的高炉好原料,又可以减少环境污染,取得良好的经济效益和社会效益。
粉矿造铁是现代高炉冶炼并获得优质高产的基础,对于高炉冶炼有君十分重要的意义,是钢铁工业生产必不可少的重要工序,对钢铁生产的发展起着重要作用。
1.2 粉矿造块的方法
粉矿造块方法很多,主要是烧结矿和球团矿。此外,还有压制方团矿、辊压团矿、蒸养球团t碳酸化球团,其成球方式和固结方法与球团矿不同,还有小球烧结,国外称为HPs球团化挠结矿,界于球团和烧结之间;还有铁焦生产,是炼焦和粉矿造块相结合。
球团矿的焙烧方法主要乞竖队带式焙烷仇链蓖机—回转窃。目前地方小铁厂还有平地堆烷的。
烧结方法主要有吹风烧结法和抽风烧结法两大类。吹风烧结有平地堆挠、饶结识、挠结盘,抽风烧结有路式侥结、艰面步进式烧绍机、带式烧结机、环形挠结机电即日本矢作式)。
国内外苫遍采用的是常式抽风烧结机,在我国地方小铁广还有相当一部分用平地吹风堆烧和箱式抽风烧结。比外,还有回转窑浇结法、悬浮烧结法。
所谓“烧结”就是指粉状物料加热到熔点以下而粘结成固体的现象。……
推荐几本书吧:
《烧结过程铁酸钙生成及其矿物学》
作者:郭兴敏著 页数:178 出版日期:1999年07月第1版 SS号:11043376
《国家科学技术学术著作出版基金资助出版 粉末烧结理论》 作者:果世驹 页数:395 出版日期:1998年3月第1版 SS号:10286444
《烧结球团学》 作者:傅菊英 姜涛等编 页数:401 出版日期:1996年02月第1版 SS号:11128480
《宝钢烧结生产工艺》 作者:钱植仪 张景智 夏辛明等编著 页数:242 出版日期:1995年06月第1版 SS号:10914060
《粉末冶金新技术——电火花烧结》 作者:高一平 页数:204 出版日期:1992年12月第1版 SS号:10129836
《缺陷、扩散与烧结》 作者:崔国文 页数:226 出版日期:1990年11月第1版 SS号:10211364
《铁矿粉烧结》收藏到我的图书馆
作者:[西德]F.卡佩尔 H.文德博恩 页数:266 出版日期:1979年3月第1版 SS号:10129953
《高真空烧结炉》收藏到我的图书馆
作者:冶金工业部有色金属研究院 页数:52 出版日期:1960年3月第1版 SS号:10128578
《铁矿石的烧结》收藏到我的图书馆
作者:А.М.巴尔芬诺夫 页数:312 出版日期:1958年4月第1版 SS号:10129327
《烧结生产操作技术》收藏到我的图书馆
作者:黄英等著 页数:174 出版日期: SS号:11031521
1、在高温下,陶瓷生坯固体颗粒的相互键联,晶粒长大,空隙(气孔)和晶界渐趋减少,通过物质的传递,其总体积收缩,密度增加,最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体,这种现象称为烧结。
2、制取无机固体材料的一种过程。在利用固相反应制备无机固体化合物时,反应的速率由扩散过程控制,常常需要较高的温度才能使反应有效地进行。另外一些固体化合物是固液相组成的化合物,在熔化时会发生分解反应,故烧结一般应在产物熔点以下进行,以保证得到均匀的物相。但是烧结温度也不能太低,否则会使固相反应的速率太低。在很多情况下,烧结需要在特定的气氛或真空中进行。控制烧结过程的气相分压非常重要,特别是当研究的体系中含有价态可变的离子时,固相反应的气相分压将直接影响到产物的组成和结构。例如,在铜系氧化物高温超导体的合成中,烧结过程必须在严格控制氧分压,以保证得到具有确定结构、组成和铜价态分布的超导材料。
3、是聚四氟乙烯(PTFE)加工过程中的一个重要步骤。聚四氟乙烯预成型品必须通过烧结才能成为有用的制品。烧结是将预成型品加热至熔点(327℃)以上,并在此温度下保持一定时间,使聚合物分子由结晶形逐渐转变为无定型,使分散的树脂颗粒通过相互熔融扩散黏结成一个连续的整体。烧结全的预成型品由透明胶状体冷却成坚固的乳白色的不透明制品。
硬质合金的烧结是一个复杂的物理化学过程,这一过程包括增塑剂脱除、脱气、固相烧结、液相烧结、合金化、致密化、溶解析出等过程。压坯在特定烧结条件下形成具有一定化学成分、组织结构、性能和形状尺寸的制品。这些工艺条件依不同的烧结装置具有较大的差异。
硬质合金真空烧结是在低于1atm(1atm=101325Pa)下进行烧结的工艺过程。在真空条件下烧结,大大降低了粉末表面吸附气体和封闭孔隙内气体对致密化的阻碍作用,有利于扩散过程和致密化的进行,避免了烧结过程中金属与气氛中某些元素的反应,可显著改善液体黏结相与硬质相的湿润性,但真空烧结要注意防止钴的蒸发损失。 真空烧结一般可以分为四个阶段,即增塑剂脱除阶段、预烧阶段、高温烧结阶段、冷却阶段。
增塑剂脱除阶段是从室温开始升温到200℃左右,压坯中粉末颗粒表面吸附的气体在热的作用下脱离颗粒表面,不断从压坯中逃逸出来。压坯中的增塑剂受热化逸出压坯。保持较高的真空度有利于气体的解除和逸出。不同种类增塑剂受热变化的性能不尽相同,制定增塑
剂脱除工艺要根据具体情况进行试验确定。一般增塑剂的气化温度在550℃以下。
预烧阶段是指高温烧结前进行预烧结,使粉末颗粒中的化合氧与碳发生还原反应,生成一氧化碳气体离开压坯,如果这种气体在液相出现时不能排除,将成为封闭孔隙残留在合金中,即使加压烧结,也难以消除。另一方面,氧化存在会严重影响液相对硬质相的湿润性,最终影响硬质合金的致密化过程。在液相出现前,应充分得脱气,并采用尽可能高得真空度。
高温烧结阶段是硬质合金压坯发生致密化得关键阶段,而烧结温度及烧结时间是压坯实现致密化、形成均匀得组织结构、获得所要求性能的重要工艺参数。烧结温度及烧结时间取决于合金成分、粉末粒度、混合料的研磨强度等因素,也受材质总体设计的制约。
冷却阶段是冷却速度影响合金的黏结相成分及结构,产生内部应力。冷却速度应处于受控制状态。烧结热等静压是一种新的烧结技术,也称为低压烧结,在完成脱气,压坯表面孔隙已经封闭,黏结相依旧是液相的条件下,用一定压力的气体加压,促使产品致密化。
一、硅片检测
硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量,这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。其中,光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹另外还有两个检测模组,其中一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型,另一个模块用于检测硅片的少子寿命。在进行少子寿命和电阻率检测之前,需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测,并自动剔除破损硅片。硅片检测设备能够自动装片和卸片,并且能够将不合格品放到固定位置,从而提高检测精度和效率。
二、表面制绒
单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85℃。为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。
三、扩散制结
太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内,在850---900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器,通过三氯氧磷和硅片进行反应,得到磷原子。经过一定时间,磷原子从四周进入硅片的表面层,并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散,形成了N型半导体和P型半导体的交界面,也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是PN结的形成,才使电子和空穴在流动后不再回到原处,这样就形成了电流,用导线将电流引出,就是直流电。
四、去磷硅玻璃
该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中,通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡,使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸,以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程中,POCL3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面。P2O5与Si反应又生成SiO2和磷原子,
这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃。去磷硅玻璃的设备一般由本体、清洗槽、伺服驱动系统、机械臂、电气控制系统和自动配酸系统等部分组成,主要动力源有氢氟酸、氮气、压缩空气、纯水,热排风和废水。氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化硅反应生成易挥发的四氟化硅气体。若氢氟酸过量,反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。
五、等离子刻蚀
由于在扩散过程中,即使采用背靠背扩散,硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面,而造成短路。因此,必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀,以去除电池边缘的PN结。通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。等离子刻蚀是在低压状态下,反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下,产生电离并形成等离子体。等离子体是由带电的电子和离子组成,反应腔体中的气体在电子的撞击下,除了转变成离子外,还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面,在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应,并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面,被真空系统抽出腔体。
六、镀减反射膜
抛光硅表面的反射率为35%,为了减少表面反射,提高电池的转换效率,需要沉积一层氮化硅减反射膜。工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜。PECVD即等离子增强型化学气相沉积。它的技术原理是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体SiH4和NH3,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。一般情况下,使用这种等离子增强型化学气相沉积的方法沉积的薄膜厚度在70nm左右。这样厚度的薄膜具有光学的功能性。利用薄膜干涉原理,可以使光的反射大为减少,电池的短路电流和输出就有很大增加,效率也有相当的提高。
七、丝网印刷
太阳电池经过制绒、扩散及PECVD等工序后,已经制成PN结,可以在光照下产生电流,为了将产生的电流导出,需要在电池表面上制作正、负两个电极。制造电极的方法很多,而丝网印刷是目前制作太阳电池电极最普遍的一种生产工艺。丝网印刷是采用压印的方式将预定的图形印刷在基板上,该设备由电池背面银铝浆印刷、电池背面铝浆印刷和电池正面银浆印刷三部分组成。其工作原理为:利用丝网图形部分网孔透过浆料,用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力,同时朝丝网另一端移动。油墨在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内,印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触,接触线随刮刀移动而移动,从而完成印刷行程。
八、快速烧结
经过丝网印刷后的硅片,不能直接使用,需经烧结炉快速烧结,将有机树脂粘合剂燃烧掉,剩下几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的银电极。当银电极和晶体硅在温度达到共晶温度时,晶体硅原子以一定的比例融入到熔融的银电极材料中去,从而形成上下电极的欧姆接触,提高电池片的开路电压和填充因子两个关键参数,使其具有电阻特性,以提高电池片的转换效率。
烧结炉分为预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉,此阶段温度慢慢上升烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应,形成电阻膜结构,使其真正具有电阻特性,该阶段温度达到峰值降温冷却阶段,玻璃冷却硬化并凝固,使电阻膜结构固定地粘附于基片上。
烧结工艺是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度。它对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。本工艺按照烧结过程的内在规律选择了合适的工艺流程和操作制度,利用现代科学技术成果,强化烧结生产过程,能够获得先进的技术经济指标,保证实现高产、优质、低耗。本生产工艺流程有原料的接受,兑灰,拌合,筛分破碎及溶剂燃料的破碎筛分,配料,混料,点火,抽风烧结,抽风冷却,破碎筛分,除尘等环节组成。 1.低温预烧阶段 在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。 2.中温升温烧结阶段 此阶段开始出现再结晶,在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时表面的氧化物被还原,颗粒界面形成烧结颈。 3.高温保温完成烧结阶段 此阶段中的扩散和流动充分的进行和接近完成,形成大量闭孔,并继续缩小,使孔隙尺寸和孔隙总数有所减少,烧结体密度明显增加。 烧结生产工艺流程[1] 1.烧结的概念 将各种粉状含铁原料,配入适量的燃料和熔剂,加入适量的水,经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化,将矿粉颗粒黏结成块的过程。 2. 烧结生产的工艺流程 目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。烧结生产的工艺流程如图2—4所示。主要包括烧结料的准备,配料与混合,烧结和产品处理等工序。 抽风烧结工艺流程 烧结原料的准备 ①含铁原料 含铁量较高、粒度<5mm的矿粉,铁精矿,高炉炉尘,轧钢皮,钢渣等。 一般要求含铁原料品位高,成分稳定,杂质少。 ②熔剂 要求熔剂中有效CaO含量高,杂质少,成分稳定,含水3%左右,粒度小于3mm的占90%以上。 在烧结料中加入一定量的白云石,使烧结矿含有适当的MgO,对烧结过程有良好的作用,可以提高烧结矿的质量。 ③燃料 主要为焦粉和无烟煤。 对燃料的要求是固定碳含量高,灰分低,挥发分低,含硫低,成分稳定,含水小于10%,粒度小于3mm的占95%以上。 对入厂烧结原料的一般要求见表2—2。 入厂烧结原料一般要求 配料与混合 ①配料 配料目的:获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿,满足高炉冶炼的要求。 常用的配料方法:容积配料法和质量配料法。 容积配料法是基于物料堆积密度不变,原料的质量与体积成比例这一条件进行的。准确性较差。 质量配料法是按原料的质量配料。比容积法准确,便于实现自动化。 ②混合 混合目的:使烧结料的成分均匀,水分合适,易于造球,从而获得粒度组成良好的烧结混合料,以保证烧结矿的质量和提高产量。 混合作业:加水润湿、混匀和造球。 根据原料性质不同,可采用一次混合或二次混合两种流程。 一次混合的目的:润湿与混匀,当加热返矿时还可使物料预热。 二次混合的目的:继续混匀,造球,以改善烧结料层透气性。 用粒度10~Omm的富矿粉烧结时,因其粒度已经达到造球需要,采用一次混合,混合时间约50s。 使用细磨精矿粉烧结时,因粒度过细,料层透气性差,为改善透气性,必须在混合过程中造球,所以采用二次混合,混合时间一般不少于2.5~3min。 我国烧结厂大多采用二次混合。 烧结生产 烧结作业是烧结生产的中心环节,它包括布料、点火、烧结等主要工序。 ①布料 将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。 当采用铺底料工艺时,在布混合料之前,先铺一层粒度为10~25mm,厚度为20~25mm的小块烧结矿作为铺底料,其目的是保护炉箅,降低除尘负荷,延长风机转子寿命,减少或消除炉箅粘料。 铺完底料后,随之进行布料。布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布,并且有一定的松散性,表面平整。 目前采用较多的是圆辊布料机布料。 ②点火 点火操作是对台车上的料层表面进行点燃,并使之燃烧。 点火要求有足够的点火温度,适宜的高温保持时间,沿台车宽度点火均匀。 点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在1250±50℃。 点火时间通常40~60s。 点火真空度4~6kPa。 点火深度为10~20mm。 ③烧结 准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。 烧结风量:平均每吨烧结矿需风量为3200m3,按烧结面积计算为(70~90)m3/(cm2.min)。 真空度:决定于风机能力、抽风系统阻力、料层透气性和漏风损失情况。 料层厚度:合适的料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。国内一般采用料层厚度为250~500mm。 机速:合适的机速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。实际生产中,机速一般控制在1.5~4m/min为宜。 烧结终点的判断与控制:控制烧结终点,即控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。中小型烧结机终点一般控制在倒数第二个风箱处,大型烧结机控制在倒数第三个风箱处。 带式烧结机抽风烧结过程是自上而下进行的,沿其料层高度温度变化的情况一般可分为5层,各层中的反应变化情况如图2—5所示。点火开始以后,依次出现烧结矿层,燃烧层,预热层,干燥层和过湿层。然后后四层又相继消失,最终只剩烧结矿层。 ①烧结矿层 经高温点火后,烧结料中燃料燃烧放出大量热量,使料层中矿物产生熔融,随着燃烧层下移和冷空气的通过,生成的熔融液相被冷却而再结晶(1000—1100℃)凝固成网孔结构的烧结矿。 这层的主要变化是熔融物的凝固,伴随着结晶和析出新矿物,还有吸入的冷空气被预热,同时烧结矿被冷却,和空气接触时低价氧化物可能被再氧化。 ②燃烧层 燃料在该层燃烧,温度高达1350~1600℃,使矿物软化熔融黏结成块。 该层除燃烧反应外,还发生固体物料的熔化、还原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反应。 ③预热层 由燃烧层下来的高温废气,把下部混合料很快预热到着火温度,一般为400~800℃。 此层内开始进行固相反应,结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解,磁铁矿局部被氧化。 ④干燥层 干燥层受预热层下来的废气加热,温度很快上升到100℃以上,混合料中的游离水大量蒸发,此层厚度一般为l0~30mm。 实际上干燥层与预热层难以截然分开,可以统称为干燥预热层。 该层中料球被急剧加热,迅速干燥,易被破坏,恶化料层透气性。 ⑤过湿层 从干燥层下来的热废气含有大量水分,料温低于水蒸气的露点温度时,废气中的水蒸气会重新凝结,使混合料中水分大量增加而形成过湿层。 此层水分过多,使料层透气性变坏,降低烧结速度。 烧结过程中的基本化学反应 ①固体碳的燃烧反应 固体碳燃烧反应为: 反应后生成C0和C02,还有部分剩余氧气,为其他反应提供了氧化还原气体和热量。 燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件、燃料用量、还原和氧化反应的发展程度、以及抽过燃烧层的气体成分等因素。 ②碳酸盐的分解和矿化作用 烧结料中的碳酸盐有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等,其中以CaC03为主。在烧结条件下,CaC03在720℃左右开始分解,880℃时开始化学沸腾,其他碳酸盐相应的分解温度较低些。 碳酸钙分解产物Ca0能与烧结料中的其他矿物发生反应,生成新的化合物,这就是矿化作用。反应式为: CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2 如果矿化作用不完全,将有残留的自由Ca0存在,在存放过程中,它将同大气中的水分进行消化作用: CaO+H2O=Ca(OH)2 使烧结矿的体积膨胀而粉化。 ③铁和锰氧化物的分解、还原和氧化 铁的氧化物在烧结条件下,温度高于l300℃时,Fe203可以分解 Fe304在烧结条件下分解压很小,但在有Si02存在、温度大于1300℃时,也可能分解
热分解。除去化学结合水,CO2,NOx等挥发性杂质,在较高温度下,氧化物还可能发生固相反应,形成有活性的化合状态;
再结晶,可得到一定的晶形、晶体大小、孔结构和比表面;
微晶适当烧结,以提高机械强度。</ol>煅烧是天然化合物或人造化合物的热离解或晶形转变过程;此时化合物受热离解为一种组分更简单的化合物或发生晶形转变。碳酸盐的热离解称为焙解。煅烧作业可用于直接处理矿物原料以适于后续工艺要求,也可用以化学选矿后期处理而制取化学精矿,满足用户对产品的要求。影响因素煅烧温度、气相成分、化合物的热稳定性等。因此根据各种化合物(如碳酸盐、氧化物、氢氧化物一硫化物、含氧酸盐等)的热稳定性不相同,采用控制煅烧温度和气相组成,可以选择性改变某些化合物的组成或发生晶形的转变,再用相应方法处理,可以达到除去杂质和使有用组分离富集的目的。预烧在制成耐火制品前,预先对原料进行热处理的工艺。在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。原料在预烧时将产生一系列的物理化学反应,作为坯料能改善制品的成分及其组织结构,保证制品的体积稳定性及其外形尺寸的准确性,提高制品的性能。“预烧”依材质和使用要求而异,可以分为活化烧结、轻烧、死烧和二步煅烧等。烧结粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理,目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。 “轻烧”在较低温度下焙烧耐火原料,使其完成一部分物理化学反应并使原料活化的一种工艺方法。“死烧”又称硬烧。耐火原料在足够高的温度下煅烧,并达到充分烧结的一种工艺过程。“二步煅烧”采用分二次煅烧方法烧结。轻烧活化后再死烧即为二步煅烧。