粘土耐火砖的制作工艺包含原料准备、成型、干燥和烧成四大核心环节，具体流程及关键控制点如下：

一、原料准备

原料选择

主要成分：以耐火粘土(含高岭石)为主，搭配硬质粘土熟料(煅烧后的粘土颗粒)和软质粘土(结合剂)。

杂质控制：需严格限制Fe₂O₃、TiO₂等杂质含量(总杂质≤6%)，避免烧成时产生黑斑、鼓泡等缺陷，影响耐火性能。

粒度配比：熟料颗粒按1-3mm、0.1-1mm等多级配比，结合粘土粉碎至≤0.5mm，确保坯体致密度与强度。

配料与混合

配方设计：根据产品性能要求调整熟料与结合粘土比例(如多熟料制品熟料占比≥80%)。

混合工艺：采用强制式混合机，先加粗颗粒熟料，再添生料泥浆，后加细粉与结合粘土，确保均匀性。

二、成型工艺

成型方法

半干法机压成型：主流工艺，坯料含水率2-7%，使用摩擦压砖机或液压压砖机，通过高压(如300t摩擦压砖机加压≥10次)使坯体密度≥2.0g/cm³，减少烧成收缩。

可塑成型：适用于异型砖，含水率16-25%，通过螺旋挤泥机或叶片搅拌机成型，但需控制干燥开裂风险。

注浆成型：用于薄壁制品(如热电偶套管)，泥浆含水率35-45%，通过石膏模吸水成型。

成型控制

放尺率：根据泥料性质与成型方法预留收缩余量(通常1-3%)，确保烧成后尺寸精度。

设备选择：大型制品选用高吨位液压压砖机，异型制品采用振动成型机或等静压机。

三、干燥工艺

干燥目的

排除坯体中残余水分(目标含水率≤2%)，防止烧成时水分急剧蒸发导致开裂。

干燥方法

隧道干燥器：进口温度160-200℃，出口温度70-80℃，干燥周期12-24小时。

自然干燥：特大型或高水分制品(如含水率>10%)先空气干燥1周，再入窑干燥。

特殊干燥：采用电干燥或红外干燥，均匀缓慢排湿，避免局部应力集中。

四、烧成工艺

烧成制度

温度控制：

预热段(150-900℃)：缓慢升温(≤50℃/h)，排除残余水分与结构水，避免坯体开裂。

烧成段(900℃至高温)：结合粘土开始形成液相，填充孔隙并粘结石英颗粒，烧成温度1250-1380℃(Al₂O₃含量越高，温度越高)。

保温段：高温下保温2-10小时，确保坯体内外反应均匀，减少残余收缩。

气氛控制：全程氧化气氛，防止FeO生成导致低熔点液相，降低耐火度。

冷却制度

高温段(>800℃)：快速冷却，减少高温下塑性变形。

中温段(800-100℃)：缓慢冷却(≤30℃/h)，避免高温硅酸盐熔体冷凝产生应力裂纹。

低温段(<100℃)：自然冷却至室温。

五、关键质量控制点

原料纯度：杂质总量≤6%，Fe₂O₃+TiO₂≤2%，CaO+MgO≤0.6%。

粒度分布：粗颗粒(1-3mm)占比40-50%，细颗粒(<0.1mm)占比10-20%，确保坯体致密性与热震稳定性。

烧成温度：根据Al₂O₃含量调整(如Al₂O₃=40%时，烧成温度1350-1380℃)。

冷却速率：800℃以下冷却速率≤30℃/h，防止玻璃相冷凝开裂。

六、工艺优化方向

多熟料工艺：增加熟料比例(≥80%)，减少烧成收缩，提高抗渣性。

细磨混合：熟料与结合粘土混合后细磨至≤0.088mm，促进莫来石生成，提升高温强度。

低温快烧：通过优化粒度配比与添加剂(如矿化剂)，缩短烧成周期，降低能耗。