焙烧时黏结剂的迁移及黏结焦的形成
焙烧过程中,黏结剂的迁移是使焙烧制品产生轴向和径向不均匀的一个主要因素。黏结剂迁移有下列规律:
①黏结剂的迁移有两个阶段,第一阶段在混捏过程中发生,第二阶段在焙烧过程中发生；
②在120℃左右,黏结剂就开始迁移,之后,黏结剂的迁移速度急剧增加,在180～200℃时达到最大值,温度高于230℃,黏结剂的迁移过程就停止了；
③黏结剂迁移过程中,有选择性迁移现象,即黏结剂中的轻质组分更易于迁移；
④黏结剂迁移与重力有关系,液态黏结剂都是从上端向下端迁移
；
⑤在相同温度条件下,骨料的粒度组成愈粗,黏结剂就愈容易迁移；
⑥加热时,升温速度愈慢,迁移程度愈大,这就更说明焙烧过程的低温阶段,升温速度应该快,以减少黏结剂的迁移。
焙烧的主要目的是使黏结剂成为黏结焦,把骨料颗粒连接成一个整体。黏结剂焦化的实质是炭化反应。一般炭素制品都用煤沥青作为黏结剂,煤沥青的成焦过程即是煤沥青进行分解、环化、芳构化和缩聚等反应的综合过程。煤沥青的炭化是液相炭化,在350～400℃之间形成中间相小球体,这种小球体随加热温度升高进行融并、长大,最终生成可石墨化炭。但黏结剂的炭化过程与单纯沥青的炭化过程有着一定的差异,这一方面是因为黏结剂沥青中含有10%～20%的游离碳, 它会妨碍中间相小球体的融并和长大,另一方面,更为突出的是因为黏结剂沥青填满骨料的间隙,以薄膜形态受到热处理,从而使它的炭化有以下特点。
①黏结剂是在与骨料表面接触的情况下进行炭化,所以不能忽视骨料表面活性的影响。实际上,黏结剂沥青在焙烧过程中的炭化具有氧化脱氢的特征。骨料表面在与黏结剂混合前已不同程度地吸附了
O、CO和CO2等,在加热到300℃时,就对黏结剂中各组分进行有选择的化学吸附,这些骨料具有与黏结剂分子或官能团进行氧化还原反应的活性。经测试得知,石油焦和中温沥青混合物在270～300℃的范围内有很强的放热峰,而单纯沥青在此温度范围内的峰很弱,证明在这一温度区间内,骨料表面与黏结剂之间有放热反应的化学结合。
②骨料表面吸附的氧和碳的氧化物将促进黏结剂分子的脱氢缩聚作用,也将促使骨料表面和黏结剂交叉键的形成和沥青提前固化。这种反应将妨碍中间相小球体的生成,从而降低黏结剂焦的可石墨化程度。黏结剂氧化脱氢缩聚反应的结果是使析焦量增加,焙烧晶的密度和强度提高。
③黏结剂与骨料接触面呈薄膜状,所以反应面积大,反应（热分解和热缩聚）速度快,影响中间相小球体的融并与长大。
④黏结剂填满骨料间隙,流动性受限制,逸出气体（气泡）引起液相搅拌不均匀。
以上这些原因,都使黏结剂焦的石墨化性较骨料焦差。
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