Els refractaris d'aïllament tèrmic es refereixen a refractaris amb alta porositat, baixa densitat aparent i baixa conductivitat tèrmica, també coneguts com a refractaris lleugers. Inclouen productes refractaris aïllants de calor, fibres refractàries i productes de fibra refractària. Segons la temperatura d'ús: materials refractaris d'aïllament de baixa temperatura, la temperatura d'ús és inferior a 900 ℃, com ara maons d'aïllament de diatomees, productes de sílice expandida, plaques de calci de sílice, productes de perlita expandida, etc.; refractaris d'aïllament de temperatura mitjana, temperatura d'ús 900 ~ 1200 ℃, com ara maons refractaris d'aïllament tèrmic d'argila, fibra refractària de silicat d'alumini, etc.; materials refractaris d'aïllament tèrmic d'alta temperatura, la temperatura d'ús és superior a 1200 ℃, com ara maons refractaris d'aïllament tèrmic d'alt contingut d'alumini, maons refractaris d'aïllament tèrmic d'alúmina, maó refractari d'aïllament silícic, maó de bola buida d'alúmina, maó de bola buida de zircònia, fibra refractària d'alt contingut d'alúmina, fibra refractària policristal·lina (fibra d'alúmina policristal·lina, fibra de zircònia policristal·lina, fibra de mullita policristal·lina), etc.
La producció de productes refractaris aïllants de la calor adopta principalment mètodes de procés que poden formar una estructura porosa, com ara el mètode de matèria primera lleugera, el mètode de cremat, el mètode d'escuma i el mètode químic. Les fibres refractàries amorfes, com ara les fibres refractàries de silicat d'alumini, les fibres refractàries d'alta alúmina, etc., es produeixen generalment per fusió. Les fibres refractàries policristal·lines, com ara les fibres de mullita, les fibres d'alúmina, etc., es produeixen mitjançant el mètode col·loide.
Les principals característiques dels refractaris aïllants són una alta porositat, generalment superior al 45%; una baixa densitat aparent, generalment no superior a 1,5 g/cm3; i una baixa conductivitat tèrmica, majoritàriament inferior a 1,0 W/(m·K). Principalment utilitzat com a aïllament tèrmic de forns industrials, no només pot reduir la pèrdua de calor del forn, sinó també reduir l'emmagatzematge de calor del forn, obtenir el millor efecte d'estalvi d'energia i reduir el pes dels equips tèrmics. En comparació amb els maons refractaris generals, els refractaris aïllants de calor tenen una baixa resistència a la corrosió de l'escòria, resistència mecànica i resistència al desgast. Per tant, no és adequat per a l'estructura portant del forn i les parts que estan en contacte directe amb escòria, càrrega, metall fos, etc.
Mètode de classificació de productes refractaris d'aïllament
Els productes refractaris d'aïllament tèrmic es refereixen a productes refractaris amb una porositat no inferior al 45%. Les principals característiques dels productes refractaris aïllants tèrmics són una alta porositat i una baixa densitat volumètrica. La conductivitat tèrmica és baixa, la capacitat calorífica és petita i el rendiment d'aïllament tèrmic és bo. Conserva la calor i és resistent a la calor. Es pot utilitzar com a capa d'aïllament tèrmic per a diversos equips tèrmics, i alguns també es poden utilitzar com a capa de treball. És un material d'estalvi d'energia per a la construcció de diversos forns. La substitució de productes refractaris aïllants tèrmics per productes refractaris densos generals com a materials de construcció de forns pot reduir les pèrdues d'emmagatzematge de calor i dissipació de calor entre un 40% i un 50%, especialment per a equips tèrmics discontinus.
Hi ha molts tipus de productes aïllants i refractaris, que generalment es divideixen en tres categories segons la temperatura d'ús, la densitat aparent i la forma del producte.
(1) Classificats per densitat corporal. Els que tenen una densitat aparent de 0,4~1,3 g/cm3 són maons lleugers; els que tenen una densitat aparent inferior a 0,4 g/cm3 són maons ultralleugers.
(2) Classificat per temperatura de funcionament. Utilitzeu una temperatura de 600~900℃ per a material aïllant de baixa temperatura; 900~120℃ per a material aïllant de temperatura mitjana; més de 1200℃ per a material aïllant d'alta temperatura.
(3) Classificació per forma del producte: un són maons refractaris lleugers amb forma, com ara argila, alt contingut d'alúmina, silici i alguns maons lleugers d'òxid pur; l'altre són maons refractaris lleugers sense forma, com ara el formigó refractari lleuger.
El mètode de producció de productes refractaris aïllants tèrmics és diferent del dels materials densos generals. Hi ha molts mètodes, principalment el mètode d'incineració, el mètode d'escuma, el mètode químic i el mètode de material porós.
1) Mètode de crema i addició de material. També anomenat mètode d'addició de combustibles. Afegiu combustibles que són fàcils de cremar, com ara carbó vegetal, serradures, etc., al fang de fabricació de maons per fer que el producte tingui certs porus després de la cocció.
2) Mètode de remull. Afegiu agents escumants, com ara sabó de colofònia, etc. a l'argila per fer maons i feu-la escumar mitjançant un mètode mecànic. Després de la cocció, s'obté un producte porós.
3) Mètode químic. Mitjançant una reacció química que pot generar gas adequadament, s'obté un producte porós en el procés de fabricació de maons, generalment dolomita o periclasa més guix, i àcid sulfúric com a agent escumant.
4) Mètode de material porós. Utilitzeu terra de diatomees natural o clínquer d'escuma d'argila artificial, esferes buides d'alúmina o zircònia i altres matèries primeres poroses per fabricar maons refractaris lleugers.
L'ús de productes refractaris aïllants amb baixa conductivitat tèrmica i petita capacitat calorífica com a materials estructurals del cos del forn pot estalviar consum de combustible; millorar l'eficiència de la producció dels equips; també pot reduir el pes del cos del forn, simplificar l'estructura del forn, millorar la qualitat del producte i reduir la temperatura ambient. Millorar les condicions de treball. Els productes refractaris aïllants s'utilitzen principalment com a capa d'aïllament tèrmic, revestiment o capa d'aïllament del forn.
1. Maons refractaris d'aïllament d'alúmina
Els maons refractaris aïllants tèrmics d'alúmina utilitzen corindó fusionat, alúmina sinteritzada i alúmina industrial com a principals matèries primeres per fabricar productes refractaris aïllants tèrmics que tenen una forta resistència a l'atmosfera àcida i alcalina i resistència a la reducció, i una bona resistència al xoc tèrmic. Es poden utilitzar durant molt de temps per sota dels 1700 ℃. El seu procés de producció adopta dos tipus de mètode d'escuma i mètode d'additiu d'incineració. Els productes produïts pel mètode d'escuma tenen les característiques d'estructura uniforme, baixa conductivitat tèrmica i bon rendiment d'aïllament tèrmic.
Els maons refractaris aïllants tèrmics d'alúmina són lleugers, amb una alta resistència a la compressió, baixa conductivitat tèrmica, baixa contracció de volum després de la recremació i bona resistència al xoc tèrmic. Es poden utilitzar per a capes d'aïllament tèrmic d'equips tèrmics d'alta temperatura o forns que interactuen directament amb les flames. I com a revestiment de treball d'equips tèrmics de precisió, però no són adequats per a llocs de corrosió que entren en contacte directe amb el líquid del forn i l'escòria fosa. També tenen una major estabilitat quan s'utilitzen en una atmosfera reductora. La temperatura d'ús depèn de la puresa del producte, generalment fins a 1650~1800°C. Vegeu la Taula 3-105 per als índexs físics i químics típics d'aquests productes.
2. Maons refractaris aïllants tèrmics d'alt contingut d'alumini
Els maons refractaris aïllants tèrmics d'alt contingut d'alumini són productes refractaris aïllants tèrmics amb un contingut no inferior al 48% fets de la matèria primera principal. Els maons refractaris aïllants tèrmics d'alt contingut d'alúmina es fabriquen principalment amb bauxita com a matèria primera, combinada amb argila com a matèria primera, barrejada amb aglutinants i serradures. Per millorar el rendiment del producte, s'hi afegeix alúmina industrial, corindó, sil·limanita, cianita i sílice. La pols fina es pot convertir en productes amb diferents densitats a granel i diferents temperatures màximes d'ús. Normalment, la temperatura d'ús és de 1250 a 1350 ℃, i alguns poden arribar als 1550 ℃.
Els maons aïllants d'alt contingut d'alumini es produeixen principalment mitjançant el mètode d'escuma, i la densitat volumètrica del producte és d'entre 0,4 i 1,0 g/cm3, i també es poden fabricar mitjançant el mètode d'additius d'incineració. Els índexs físics i químics dels maons refractaris aïllants tèrmics d'alt contingut d'alumini es mostren a la Taula 3-106.
Els maons refractaris aïllants tèrmics d'alt contingut d'alumini es poden utilitzar per construir capes i peces aïllants tèrmics que no es corroeixin ni es desgastin per materials fosos forts a alta temperatura. Quan estan en contacte directe amb la flama, la temperatura de contacte superficial dels maons refractaris aïllants tèrmics d'alt contingut d'alumini generals no ha de ser superior a 1350 ℃. Els maons refractaris aïllants tèrmics de mullita poden entrar en contacte directe amb la flama i tenen les característiques de resistència a altes temperatures, alta resistència i un efecte d'estalvi d'energia significatiu. És adequat per al revestiment de forns de piròlisi, forns d'aire calent, forns de rodets ceràmics, forns elèctrics de calaixos de porcellana i diversos forns de resistència. El maó refractari aïllant tèrmic de corindó-mullita amb un contingut d'Al2O3 del 82,4% es pot utilitzar com a revestiment de forn a 1550 °C.
3. Maons refractaris aïllants a base d'argila
Els maons refractaris aïllants tèrmics a base d'argila són productes refractaris aïllants tèrmics amb un contingut d'Al2O3 del 30%-48% fets d'argila refractària com a matèria primera principal, utilitzant argila refractària, perles flotants i clínquer d'argila refractària com a matèries primeres, afegint-hi aglutinants i serradures. Amb la barreja, la barreja, el conformat, l'assecat i la cocció, es poden obtenir productes amb una densitat aparent de 0,3~1,5 g/cm3, i el volum de producció representa més de la meitat dels maons refractaris aïllants tèrmics.
El procés de producció més utilitzat de maons refractaris aïllants tèrmics d'argila és el mètode d'addició per incineració amb perles flotants, i també es pot utilitzar el mètode d'escuma. Vegeu la Taula 3-107 per als índexs físics dels maons refractaris aïllants tèrmics a base d'argila.
Els maons refractaris aïllants tèrmics a base d'argila tenen una àmplia gamma d'aplicacions. S'utilitzen principalment en equips tèrmics i forns industrials. Es poden utilitzar per a peces que no es corroeixen ni es renten amb materials fosos forts a alta temperatura. Algunes superfícies que estan en contacte directe amb la flama estan recobertes amb una capa. El recobriment refractari pot reduir l'erosió per escòria i pols de gas de forn i reduir els danys. La temperatura de treball del producte no supera la temperatura de prova de la línia de retorn. El maó aïllant d'argila pertany a un tipus de material aïllant lleuger amb múltiples porus. Aquest material té una porositat del 30% al 50% i el seu aïllament tèrmic és deficient, però la seva resistència mecànica i resistència a la corrosió són bones.
4. Maons refractaris d'aïllament de silicona
El maó refractari aïllant tèrmic silici està fet de sílice com a matèria primera principal, i el producte refractari aïllant tèrmic té un contingut de SiO2 inferior al 91%. A més de les propietats d'aïllament tèrmic, els maons refractaris de silici mantenen en gran mesura les característiques dels maons de silici. La temperatura inicial del reblaniment de la càrrega és alta i el volum s'expandeix lleugerament durant el procés d'escalfament, cosa que millora la integritat del forn.
El rendiment dels maons refractaris aïllants tèrmics silícis de grau GGR-1.20 per a forns industrials especificats a la Norma de la Indústria Metal·lúrgica de la Xina YB386-1994, la densitat aparent no és superior a 1,2 g/cm3, la resistència a la compressió a temperatura ambient no és inferior a 5 MPa i la temperatura inicial de reblaniment sota càrrega inferior a 0,1 MPa no és inferior a 1520 ℃, el contingut de SiO2 no és inferior al 91%.
Aquest producte és adequat per al revestiment de forns industrials o capes d'aïllament tèrmic que no entren en contacte directe amb materials fosos a alta temperatura i no estan exposades directament a gasos corrosius. La temperatura de treball de la maçoneria no supera els 1550 °C.
Els maons refractaris aïllants tèrmics a base de sílice són més nocius per al cos humà a causa de la pols de sílice, i el procés és més complicat que els maons refractaris aïllants tèrmics d'argila i d'alt contingut d'alumini, i representa una petita proporció de la producció total de materials refractaris aïllants tèrmics.
5. Maons refractaris d'aïllament de diatomees
El maó aïllant tèrmic de diatomita és un producte refractari d'aïllament tèrmic fet de diatomita com a matèria primera principal. El maó aïllant tèrmic de diatomita té porus fins tancats, alta porositat, bon rendiment d'aïllament tèrmic, però baixa resistència mecànica, especialment després d'estar humit, la resistència disminueix significativament. La seva principal composició química és SiO2, seguit d'Al2O3, així com ferro i potassi. , sodi, calci, òxids de magnesi i altres impureses.
Els índexs físics dels maons d'aïllament de diatometes es mostren a la Taula 3-108. Els productes de maons d'aïllament de diatometes tenen una baixa resistència a la calor i la refractarietat és de només uns 1280 ℃, de manera que la temperatura d'ús no és alta. Només es pot utilitzar en la capa d'aïllament per sota dels 900 °C.
6. Productes de perlita expandida
Els productes de perlita expandida són productes refractaris aïllants tèrmics fets de perlita com a component principal. Productes d'aïllament fets de perlita expandida com a agregat i ciment apropiat, vidre soluble, fosfat, etc., després de remenar, barrejar, formar, assecar, torrar o curar. La densitat de la perlita expandida és relativament petita, generalment només de 40 a 120 g/cm3; la refractarietat no és alta, generalment de 1280 a 1360 °C. La temperatura màxima d'ús dels productes amb diferents aglutinants és diferent, generalment inferior a 1000 °C.
Els productes de perlita expandida es classifiquen en categories de 200, 250, 300 i 350 kg/m34 d'acord amb la densitat aparent dels productes a la norma nacional. Segons el tipus de ciment utilitzat, es divideix en productes de perlita expandida lligats amb ciment, productes de perlita expandida lligats amb vidre d'aigua, productes de perlita expandida lligats amb fosfat i productes de perlita expandida lligats amb asfalt.
7. Productes de vermiculita expandida
Els productes de vermiculita expandida són productes refractaris aïllants tèrmics amb vermiculita expandida com a matèria primera principal. La producció de productes de vermiculita expandida es basa en una determinada mida de vermiculita expandida com a agregat, afegint-hi additius i aglutinants, barrejant-los amb aigua en una determinada proporció i formant-los, assecant-los, torrant-los o curant-los per formar productes d'aïllament tèrmic. Els productes amb diferents densitats a granel, additius i aglutinants tenen diferents temperatures màximes d'ús, i normalment s'utilitzen capes d'aïllament tèrmic per sota dels 1000 °C. Hi ha molts tipus de productes de vermiculita expandida, que normalment es classifiquen segons el tipus d'aglutinant utilitzat i el tipus d'agregat utilitzat. Segons l'aglutinant, es pot dividir en productes d'aglutinant orgànic, productes d'aglutinant inorgànic i productes d'aglutinant compost orgànic i inorgànic. Segons el tipus d'agregat utilitzat, es pot dividir en productes d'agregat únic, agregats múltiples i productes d'aglutinant.
La vermiculita expandida té baixa conductivitat tèrmica, baixa resistència i no pot ser impermeable, per la qual cosa la seva aplicació està molt restringida. Quan s'utilitza material de ciment d'alta resistència per unir vermiculita expandida en un producte acabat, tindrà una resistència més gran que la vermiculita expandida i podrà suportar una càrrega més gran; quan s'utilitza material de ciment impermeable per unir vermiculita expandida, el producte resultant té un rendiment impermeable i es pot utilitzar on hi ha aigua. La conductivitat tèrmica de l'aglutinant sol ser superior a la de la vermiculita expandida, de manera que l'addició de l'aglutinant fa que la pedra d'ostra expandida tingui nous usos, però també redueix l'efecte d'aïllament tèrmic de la vermiculita expandida.
8. Placa de silici de calci
El tauler de silicat de calci està fet de terra de diatomees i calç com a principals matèries primeres, i els productes refractaris aïllants de la calor fets afegint fibra de reforç també s'anomenen tauler de silicat de calci i tauler de silicat de calci microporós. El tauler de silicat de calci es divideix en dues categories segons la seva composició: una és el tauler de silicat de calci ordinari, la composició química de CaO/SiO2 és d'aproximadament 0,8, la composició mineral és tobermorita (tobermorita, 5CaO·6SiO2·5H2O); l'altra és silicat dur de calci, la composició química de CaO/SiO2 és d'aproximadament 1,0, i la composició mineral és silicat dur de calci.
El silicat de calci té propietats excel·lents com ara una petita capacitat, una forta separació, una baixa conductivitat tèrmica, una construcció convenient i una baixa taxa de pèrdues. La densitat del tauler de silicat de calci s'especifica principalment al món com a no superior a 220 kg/m3, i alguns es divideixen en 33 tipus no superiors a 220 kg/m3, no superiors a 170 kg/m3 i no superiors a 130 kg/m; la Xina es classifica com a no superior a 240 kg/cm3, no superior a 220 kg/cm3, no superior a 170 kg/cm 33 tipus. La resistència a la compressió és superior a 0,4 MPa, la resistència a la flexió és superior a 0,2 MPa; la conductivitat tèrmica (70 ℃ ± 5 ℃) és de 0,049 ～ 0,064 W/(m·K) la temperatura de funcionament més alta, i la mullita torbe és de 650 ℃, el tipus de silicat de calci és de 1000 ℃.
El tauler de silicat de calci es pot serrar o clavar, i es pot convertir en taulers, blocs o revestiments. Es pot utilitzar com a material d'aïllament tèrmic per a canonades tèrmiques i forns industrials en energia elèctrica, indústria química, metal·lúrgia, vaixells, etc.; aïllament contra incendis i calor d'edificis, instruments i equips, també es pot utilitzar per a la capa d'aïllament tèrmic de forns d'assecat d'alta temperatura i plataformes de vagons de forns de túnel; les dues cares del tauler de silicat de calci es poden enganxar amb xapa de plàstic, contraplacat, tauler de ciment d'amiant, etc. Es pot utilitzar com a material d'aïllament tèrmic. La majoria dels materials d'enginyeria d'aïllament tèrmic del món utilitzen taulers de silicat de calci, i alguns països utilitzen taulers de silicat de calci per a l'aïllament tèrmic a la indústria que representen entre el 70% i el 80%.
9. Maó de partícules flotants (maó de cenosfera)
Els maons cenosfèrics són productes refractaris aïllants tèrmics fets de cenosferes com a principal matèria primera. A principis dels anys setanta, el meu país va començar a utilitzar cenosferes de cendres volants per produir maons refractaris aïllants tèrmics a base d'argila. A causa del procés senzill i dels recursos abundants, la qualitat del producte és bona. Des dels anys vuitanta, s'ha utilitzat el mètode del clínquer porós o l'addició per cremat de cenosferes de cendres volants per produir maons cenosfèrics.
Els maons cenosfèrics són esferes buides de vidre de silicat d'alumini flotat a partir de cendres volants de centrals tèrmiques. Tenen un pes lleuger, paret prima, superfície buida i llisa, baixa conductivitat tèrmica, bon rendiment d'aïllament, alta refractarietat i alta resistència a la compressió. I altres prestacions. Utilitzant aquestes característiques de les cenosferes, es poden fabricar materials refractaris aïllants de la calor amb un excel·lent rendiment de conservació de la calor. La producció de maons cenosfèrics es pot formar mitjançant un mètode semisec, que té un procés senzill i no requereix un procés d'acabat.
Els maons cenosfèrics són superiors als materials d'aïllament tèrmic de bloc mitjà existents pel que fa a resistència mecànica, resistència a altes temperatures, conductivitat tèrmica i rendiment d'ús, i són comparables a les fibres de silicat. Aquest material s'utilitza àmpliament en diversos forns industrials d'alta temperatura a una temperatura de 1200 °C per aconseguir l'objectiu de millorar l'eficiència tèrmica i reduir el consum d'energia. Els maons cenosfèrics s'utilitzen en forns industrials i equips d'alta temperatura en els sectors de la metal·lúrgia, la maquinària, la química, el petroli, els materials de construcció, la indústria lleugera, l'energia elèctrica i altres. En general, poden estalviar energia entre un 15% i un 40%. És un bon nou tipus de partició lleugera. Material tèrmic.
10. Maó esfèric buit
Un maó esfèric buit d'alúmina
El maó d'esfera buida d'alúmina és un producte refractari aïllant tèrmicament amb esfera buida d'alúmina com a matèria primera principal. Els indicadors tècnics típics dels maons d'esfera buida d'alúmina són: el contingut d'Al2O3 no és inferior al 98%, el contingut de SiO2 no és superior al 0,5%, el contingut de Fe2O3 no és superior al 0,2%, la densitat aparent és d'1,3~1,4 g/cm3, la porositat aparent és del 60%~80%, la resistència a la compressió no és inferior a 9,8 MPa, la temperatura de reblaniment de la càrrega (0,2 MPa) no és inferior a 1700 ℃ i la conductivitat tèrmica és de 0,7~0,8 W/(m·K).
En comparació amb l'aïllament tèrmic ordinari i els productes refractaris, el maó esfèric buit d'alúmina es caracteritza per un gran nombre de porus tancats en el producte. Per tant, té una estructura de porus d'alta resistència i estable, baixa densitat i baixa conductivitat tèrmica. S'utilitza principalment per a revestiments de forns industrials d'alta temperatura per sota de 1800 ℃, com ara maons de revestiment de forns d'alta temperatura en les indústries refractàries, electrònica i ceràmica; capes d'aïllament tèrmic per a equips tèrmics d'alta temperatura, com ara forns de gasificació en la indústria petroquímica, forns de gas, reactors industrials de carbó, maons d'aïllament per a forns d'inducció en la indústria metal·lúrgica.
B Maó esfèric buit de zircònia
El maó d'esfera buida de zircònia és un producte refractari aïllant tèrmicament fet d'esferes buides de zircònia com a matèria primera principal. La fase cristal·lina principal d'aquest maó és la zircònia cúbica (aproximadament del 70% al 80% de la composició mineral), i el seu rendiment típic és: La refractarietat és superior a 2400 ℃, la porositat aparent és del 55% ~ 60%, la densitat volumètrica és de 2,5 ~ 3,0 g / cm3, la resistència a la compressió no és inferior a 4,9 MPa i la conductivitat tèrmica és de 0,23 ~ 0,35 W / (m · K).
Les esferes buides de zircònia són productes refractaris aïllants tèrmics amb un rendiment excel·lent. La temperatura màxima d'ús segur és de 2200 ℃. Els maons d'esfera buida de zircònia tenen una resistència a altes temperatures relativament alta i una estructura de porus estable, de manera que es poden utilitzar amb seguretat a una temperatura alta de 2200 ℃. Els maons de bola buida de zircònia tenen baixa densitat i baixa conductivitat tèrmica, cosa que no només pot reduir la pèrdua de calor, sinó que també redueix l'emmagatzematge de calor. Per tant, com a material de revestiment d'alta temperatura que entra en contacte directe amb la flama en equips tèrmics com la metal·lúrgia, el petroli, la indústria química, l'electrònica, etc., pot reduir el consum d'energia i reduir el pes del forn d'alta temperatura, i l'efecte d'ús és bo.
Data de publicació: 26 de novembre de 2021