Os refractarios de illamento térmico refírense a refractarios con alta porosidade, baixa densidade aparente e baixa condutividade térmica, tamén coñecidos como refractarios lixeiros. Inclúen produtos refractarios illantes de calor, fibras refractarias e produtos de fibra refractaria. Segundo a temperatura de uso: materiais refractarios de illamento de baixa temperatura, a temperatura de uso é inferior a 900 ℃, como ladrillos de illamento de diatomita, produtos de sílice expandida, placas de calcio de sílice, produtos de perlita expandida, etc.; refractarios de illamento de temperatura media, temperatura de uso 900 ~ 1200 ℃, como ladrillos refractarios de illamento térmico de arxila, fibra refractaria de silicato de aluminio, etc.; materiais refractarios de illamento térmico de alta temperatura, a temperatura de uso é superior a 1200 ℃, como ladrillos refractarios de illamento térmico de alto aluminio, ladrillos refractarios de illamento térmico de alúmina, ladrillo refractario de illamento silíceo, ladrillo de bola oca de alúmina, ladrillo de bola oca de circonia, fibra refractaria de alta alúmina, fibra refractaria policristalina (fibra de alúmina policristalina, fibra de circonia policristalina, fibra de mullita policristalina), etc.
A produción de produtos refractarios illantes térmicos adopta principalmente métodos de proceso que poden formar unha estrutura porosa, como o método de materia prima lixeira, o método de queimado, o método de escuma e o método químico. As fibras refractarias amorfas, como as fibras refractarias de silicato de aluminio, as fibras refractarias de alto contido en alúmina, etc., prodúcense normalmente por fusión. As fibras refractarias policristalinas, como as fibras de mullita, as fibras de alúmina, etc., prodúcense mediante o método coloidal.
As principais características dos refractarios illantes son a alta porosidade, xeralmente superior ao 45 %; baixa densidade aparente, xeralmente non superior a 1,5 g/cm3; baixa condutividade térmica, na súa maioría inferior a 1,0 W/(m·K). Úsanse principalmente como illamento térmico de fornos industriais, non só poden reducir a perda de calor do forno, senón tamén o almacenamento de calor do forno, obter o mellor efecto de aforro de enerxía e reducir o peso dos equipos térmicos. En comparación cos ladrillos refractarios xerais, os refractarios illantes térmicos teñen unha resistencia á corrosión da escoria, unha resistencia mecánica e unha resistencia ao desgaste deficientes. Polo tanto, non son axeitados para a estrutura portante do forno e as pezas que están en contacto directo coa escoria, a carga, o metal fundido, etc.
Método de clasificación de produtos refractarios illantes
Os produtos refractarios de illamento térmico refírense a produtos refractarios cunha porosidade non inferior ao 45 %. As principais características dos produtos refractarios illantes térmicos son a alta porosidade e a baixa densidade volumétrica. A condutividade térmica é baixa, a capacidade calorífica é pequena e o rendemento de illamento térmico é bo. Conserva a calor e é resistente á calor. Pode usarse como capa de illamento térmico para varios equipos térmicos e algúns tamén se poden usar como capa de traballo. É un material de aforro de enerxía para a construción de varios fornos. A substitución de produtos refractarios illantes térmicos por produtos refractarios densos xerais como materiais de construción de fornos pode reducir as perdas de almacenamento de calor e disipación de calor entre un 40 % e un 50 %, especialmente para equipos térmicos descontinuos.
Existen moitos tipos de produtos illantes e refractarios, que xeralmente se dividen en tres categorías segundo a temperatura de uso, a densidade aparente e a forma do produto.
(1) Clasificados por densidade corporal. Os que teñen unha densidade aparente de 0,4~1,3 g/cm3 son ladrillos lixeiros; os que teñen unha densidade aparente inferior a 0,4 g/cm3 son ladrillos ultralixeiros.
(2) Clasificado por temperatura de funcionamento. Use unha temperatura de 600~900 ℃ para material de illamento de baixa temperatura; 900~120 ℃ para material de illamento de temperatura media; máis de 1200 ℃ para material de illamento de alta temperatura.
(3) Clasificación por forma do produto: un son ladrillos refractarios lixeiros conformados, como arxila, alto contido en alúmina, silicio e algúns ladrillos lixeiros de óxido puro; o outro son ladrillos refractarios lixeiros sen conformar, como o formigón refractario lixeiro.
O método de produción de produtos refractarios illantes térmicos é diferente do dos materiais densos xerais. Existen moitos métodos, entre os que se inclúen principalmente o método de incineración, o método de escuma, o método químico e o método de material poroso.
1) Método de queima e adición de material. Tamén chamado método de adición de combustibles. Engádense combustibles que son fáciles de queimar, como carbón vexetal, serraduras, etc., á lama de fabricación de ladrillos para que o produto teña certos poros despois da cocción.
2) Método de remollo. Engádense axentes espumantes, como xabón de resina, etc., á arxila para facer ladrillos e faise escuma mediante un método mecánico. Despois da cocción, obtense un produto poroso.
3) Método químico. Mediante unha reacción química que pode xerar gas axeitadamente, obtense un produto poroso no proceso de fabricación de ladrillos, xeralmente dolomita ou periclasa máis xeso, e ácido sulfúrico como axente espumante.
4) Método de material poroso. Emprega terra de diatomeas natural ou clínquer de escuma de arxila artificial, esferas ocas de alúmina ou circona e outras materias primas porosas para fabricar ladrillos refractarios lixeiros.
Empregar produtos refractarios illantes con baixa condutividade térmica e pequena capacidade calorífica como materiais da estrutura do corpo do forno pode aforrar consumo de combustible; mellorar a eficiencia da produción do equipo; tamén pode reducir o peso do corpo do forno, simplificar a estrutura do forno, mellorar a calidade do produto e reducir a temperatura ambiente. Mellorar as condicións de traballo. Os produtos refractarios illantes úsanse principalmente como capa de illamento térmico, revestimento ou capa de illamento do forno.
1. Ladrillos refractarios illantes de alúmina
Os ladrillos refractarios illantes de calor de alúmina empregan corindón fundido, alúmina sinterizada e alúmina industrial como principais materias primas para fabricar produtos refractarios illantes de calor que teñan unha forte resistencia á atmosfera ácida e alcalina e á redución, así como unha boa resistencia ao choque térmico. Pódense usar durante moito tempo por debaixo dos 1700 ℃. O seu proceso de produción adopta dous tipos de método de escuma e método de aditivo de incineración. Os produtos producidos polo método de escuma teñen as características de estrutura uniforme, baixa condutividade térmica e bo rendemento de illamento térmico.
Os ladrillos refractarios illantes térmicos de alúmina son lixeiros, con alta resistencia á compresión, baixa condutividade térmica, baixa contracción de volume despois da recombustión e boa resistencia ao choque térmico. Poden usarse para capas de illamento térmico de equipos térmicos de alta temperatura ou fornos que interactúan directamente coas chamas. E como revestimento de traballo de equipos térmicos de precisión, pero non son axeitados para lugares de corrosión que entran en contacto directo co líquido do forno e a escoria fundida. Tamén teñen maior estabilidade cando se usan nunha atmosfera redutora. A temperatura de uso depende da pureza do produto, xeralmente ata 1650~1800 °C. Véxase a Táboa 3-105 para os índices físicos e químicos típicos destes produtos.
2. Ladrillos refractarios illantes de calor de alto contido en aluminio
Os ladrillos refractarios illantes térmicos de alto contido en aluminio son produtos refractarios illantes térmicos cun contido non inferior ao 48 % feitos a partir da materia prima principal. Os ladrillos refractarios illantes térmicos de alto contido en alúmina fabrícanse principalmente con bauxita como materia prima, combinada con arxila como materia prima, mesturada con aglutinantes e serraduras. Para mellorar o rendemento do produto, engádese alúmina industrial, corindón, silimanita, cianita e sílice. O po fino pódese converter en produtos con diferentes densidades aparentes e diferentes temperaturas máximas de uso. Normalmente, a temperatura de uso é de 1250 a 1350 ℃, e algúns poden alcanzar os 1550 ℃.
Os ladrillos illantes de alto contido en aluminio prodúcense principalmente mediante o método da escuma, e a densidade volumétrica do produto está entre 0,4 e 1,0 g/cm3, e tamén se poden fabricar mediante o método de aditivos de incineración. Os índices físicos e químicos dos ladrillos refractarios illantes de calor de alto contido en aluminio móstranse na Táboa 3-106.
Os ladrillos refractarios illantes de calor de alto contido en aluminio pódense usar para construír capas e pezas illantes de calor que non se corroan nin desgastan por materiais fundidos fortes a alta temperatura. Cando están en contacto directo coa chama, a temperatura de contacto superficial dos ladrillos refractarios illantes de calor de alto contido en aluminio xerais non debe ser superior a 1350 ℃. Os ladrillos refractarios illantes de calor de mullita poden entrar en contacto directo coa chama e teñen as características de resistencia a altas temperaturas, alta resistencia e un importante efecto de aforro de enerxía. Son axeitados para o revestimento de fornos de pirólise, fornos de aire quente, fornos de rolos cerámicos, fornos eléctricos de caixóns de porcelana e varios fornos de resistencia. O ladrillo refractario illante de calor de corindón-mullita cun contido de Al2O3 do 82,4 % pódese usar como revestimento de forno a 1550 °C.
3. Ladrillos refractarios illantes a base de arxila
Os ladrillos refractarios illantes térmicos a base de arxila son produtos refractarios illantes térmicos cun contido de Al2O3 do 30 % ao 48 % feitos de arxila refractaria como materia prima principal, utilizando arxila refractaria, esferas flotantes e clínquer de arxila refractaria como materias primas, engadindo aglutinantes e serraduras. Mediante mestura, mestura, conformado, secado e cocción, pódense obter produtos cunha densidade aparente de 0,3 a 1,5 g/cm3, e o volume de produción representa máis da metade dos ladrillos refractarios illantes térmicos.
O proceso de produción habitual de ladrillos refractarios illantes de calor de arxila é o método de adición por incineración con perlas flotantes, e tamén se pode empregar o método da escuma. Véxase a táboa 3-107 para os índices físicos dos ladrillos refractarios illantes de calor a base de arxila.
Os ladrillos refractarios illantes térmicos a base de arxila teñen unha ampla gama de aplicacións. Úsanse principalmente en equipos térmicos e fornos industriais. Pódense usar para pezas que non se corroen nin se lavan con materiais fundidos fortes a alta temperatura. Algunhas superficies que están en contacto directo coa chama están cubertas cunha capa. O revestimento refractario pode reducir a erosión pola escoria e o po de gas do forno e reducir os danos. A temperatura de traballo do produto non supera a temperatura de proba da liña de retorno. O ladrillo illante de arxila pertence a un tipo de material illante lixeiro con múltiples poros. Este material ten unha porosidade do 30% ao 50% e o seu illamento térmico é deficiente, pero a súa resistencia mecánica e resistencia á corrosión son boas.
4. Ladrillos refractarios illantes de silicona
O ladrillo refractario illante térmico silíceo está feito de sílice como materia prima principal, e o produto refractario illante térmico ten un contido de SiO2 inferior ao 91 %. Ademais das propiedades de illamento térmico, os ladrillos refractarios de silicio manteñen en gran medida as características dos ladrillos de silicio. A temperatura inicial do abrandamento da carga é alta e o volume expándese lixeiramente durante o proceso de quecemento, o que mellora a integridade do forno.
O rendemento dos ladrillos refractarios illantes térmicos silíceos de grao GGR-1.20 para fornos industriais especificados na Norma da Industria Metalúrxica de China YB386-1994, a densidade aparente non é superior a 1,2 g/cm3, a resistencia á compresión á temperatura ambiente non é inferior a 5 MPa e a temperatura inicial de abrandamento baixo carga inferior a 0,1 MPa non é inferior a 1520 ℃, o contido de SiO2 non é inferior ao 91 %.
Este produto é axeitado para o revestimento de fornos industriais ou capas de illamento térmico que non entran en contacto directo con materiais fundidos a alta temperatura e non están expostas directamente a gases corrosivos. A temperatura de traballo da albanelería non supera os 1550 °C.
Os ladrillos refractarios illantes térmicos a base de sílice son máis prexudiciais para o corpo humano debido ao po de sílice, e o proceso é máis complicado que os ladrillos refractarios illantes térmicos de arxila e aluminio, e representan unha pequena proporción da produción total de materiais refractarios illantes térmicos.
5. Ladrillos refractarios de illamento de diatomeas
O ladrillo de illamento térmico de diatomeas é un produto refractario de illamento térmico feito de diatomeas como principal materia prima. O ladrillo de illamento térmico de diatomeas ten poros finos pechados, alta porosidade, bo rendemento de illamento térmico, pero baixa resistencia mecánica, especialmente despois de estar húmido, a resistencia diminúe significativamente. A súa principal composición química é SiO2, seguido de Al2O3, así como ferro e potasio, sodio, calcio, óxidos de magnesio e outras impurezas.
Os índices físicos dos ladrillos illantes de diatomeas móstranse na Táboa 3-108. Os produtos de ladrillos illantes de diatomeas teñen unha resistencia á calor deficiente e a refractariedade é de só uns 1280 ℃, polo que a temperatura de uso non é alta. Só se poden usar na capa de illamento por debaixo dos 900 °C.
6. Produtos de perlita expandida
Os produtos de perlita expandida son produtos refractarios illantes térmicos feitos de perlita como compoñente principal. Produtos de illamento feitos de perlita expandida como agregado e cemento apropiado, vidro soluble, fosfato, etc., despois de axitar, mesturar, conformar, secar, torrar ou curar. A densidade da perlita expandida é relativamente pequena, xeralmente só de 40~120 g/cm3; a refractariedade non é alta, xeralmente de 1280~1360 °C. A temperatura máxima de uso dos produtos con diferentes aglutinantes é diferente, xeralmente por debaixo de 1000 °C.
Os produtos de perlita expandida clasifícanse en categorías de 200, 250, 300 e 350 kg/m34 segundo a densidade aparente dos produtos na norma nacional. Segundo o tipo de cemento empregado, divídese en produtos de perlita expandida con cemento, produtos de perlita expandida con vidro de auga, produtos de perlita expandida con fosfato e produtos de perlita expandida con asfalto.
7. Produtos de vermiculita expandida
Os produtos de vermiculita expandida son produtos refractarios illantes térmicos que empregan vermiculita expandida como materia prima principal. A produción de produtos de vermiculita expandida baséase nun determinado tamaño de vermiculita expandida como agregado, engadindo aditivos e aglutinantes, mesturándoos con auga nunha determinada proporción e formándose, secándose, torrándoos ou curandos para formar produtos de illamento térmico. Os produtos con diferentes densidades aparentes, aditivos e aglutinantes teñen diferentes temperaturas máximas de uso, e adoitan utilizarse capas de illamento térmico por debaixo dos 1000 °C. Existen moitos tipos de produtos de vermiculita expandida, que adoitan clasificarse segundo o tipo de aglutinante utilizado e o tipo de agregado utilizado. Segundo o axente aglutinante, pódese dividir en produtos de axente aglutinante orgánico, produtos de axente aglutinante inorgánico e produtos de axente aglutinante composto orgánico e inorgánico. Segundo o tipo de agregado utilizado, pódese dividir en produtos de agregado único, agregados múltiples e produtos de mestura.
A vermiculita expandida ten baixa condutividade térmica, baixa resistencia e non pode ser impermeable, polo que a súa aplicación está moi restrinxida. Cando se usa material cementante de alta resistencia para unir vermiculita expandida nun produto acabado, terá maior resistencia que a vermiculita expandida e pode soportar unha carga maior; cando se usa material cementante impermeable para unir vermiculita expandida, o produto resultante ten un rendemento impermeable e pódese usar onde hai auga. A condutividade térmica do aglutinante adoita ser maior que a da vermiculita expandida, polo que a adición do aglutinante fai que a pedra ostra expandida teña novos usos, pero tamén reduce o efecto de illamento térmico da vermiculita expandida.
8. Placa de silicio e calcio
A placa de silicato de calcio está feita de terra de diatomeas e cal como principais materias primas, e os produtos refractarios illantes térmicos fabricados engadindo fibra de reforzo tamén se denominan placa de silicato de calcio e placa de silicato de calcio microporosa. A placa de silicato de calcio divídese en dúas categorías segundo a súa composición: unha é a placa de silicato de calcio ordinaria, a composición química de CaO/SiO2 é de aproximadamente 0,8, a composición mineral é tobermorita (tobermorita, 5CaO·6SiO2·5H2O); a outra é o silicato duro de calcio, a composición química de CaO/SiO2 é de aproximadamente 1,0, e a composición mineral é silicato duro de calcio.
O silicato de calcio ten excelentes propiedades, como pequena capacidade, forte separación, baixa condutividade térmica, construción cómoda e baixa taxa de perda. A densidade da placa de silicato de calcio especifícase principalmente no mundo como non superior a 220 kg/m3, e algúns divídense en 33 tipos non superiores a 220 kg/m3, non superiores a 170 kg/m3 e non superiores a 130 kg/m; China clasifícase como non superior a 240 kg/cm3, non superior a 220 kg/cm3, non superior a 170 kg/cm (33 tipos). A resistencia á compresión é superior a 0,4 MPa, a resistencia á flexión é superior a 0,2 MPa; a condutividade térmica (70 ℃ ± 5 ℃) é de 0,049 ~ 0,064 W/(m·K) a temperatura de funcionamento máis alta, e a mullita torbe é de 650 ℃, o tipo de silicato de calcio é de 1000 ℃.
A placa de silicato de calcio pódese serrar ou cravar e pódese converter en táboas, bloques ou revestimentos. Pode empregarse como material de illamento térmico para tubaxes térmicas e fornos industriais na enerxía eléctrica, a industria química, a metalurxia, os buques, etc.; illamento térmico e contra incendios de edificios, instrumentos e equipos. Tamén se pode empregar para a capa de illamento térmico de fornos de secado de alta temperatura e plataformas de vagóns de fornos de túnel; ambos os lados da placa de silicato de calcio pódense pegar con chapa de plástico, madeira contrachapada, placa de amianto-cemento, etc. Pode empregarse como material de illamento térmico. A maioría dos materiais de enxeñaría de illamento térmico do mundo usan placas de silicato de calcio e algúns países usan placas de silicato de calcio para o illamento térmico na industria, representando entre o 70 % e o 80 %.
9. Ladrillo de partículas flotantes (ladrillo cenosférico)
Os ladrillos cenosféricos son produtos refractarios illantes térmicos feitos de cenosferas como principal materia prima. A principios da década de 1970, o meu país comezou a usar cenosferas de cinzas volantes para producir ladrillos refractarios illantes térmicos a base de arxila. Debido á sinxeleza do proceso e aos abundantes recursos, a calidade do produto é boa. Desde a década de 1980, utilízase o método do clínker poroso ou a adición por queima de cenosferas de cinzas volantes para producir ladrillos cenosféricos.
Os ladrillos cenosféricos son esferas ocas de vidro de silicato de aluminio obtidas a partir de cinzas volantes de centrais térmicas. Ten un peso lixeiro, paredes delgadas, superficie oca e lisa, baixa condutividade térmica, bo rendemento de illamento, alta refractariedade e alta resistencia á compresión. Entre outras características. Usando estas características das cenosferas, pódense fabricar materiais refractarios illantes térmicos cun excelente rendemento de conservación da calor. A produción de ladrillos cenosféricos pódese formar mediante un método semiseco, que ten un proceso sinxelo e non require un proceso de acabado.
Os ladrillos Cenosphere son superiores aos materiais de illamento térmico de bloque medio existentes en termos de resistencia mecánica, resistencia a altas temperaturas, condutividade térmica e rendemento de uso, e son comparables ás fibras de silicato. Este material úsase amplamente en varios fornos industriais de alta temperatura a unha temperatura de 1200 °C para lograr o propósito de mellorar a eficiencia térmica e reducir o consumo de enerxía. Os ladrillos Cenosphere utilízanse en fornos industriais e equipos de alta temperatura nos sectores da metalurxia, maquinaria, química, petróleo, materiais de construción, industria lixeira, enerxía eléctrica e outros. En xeral, poden aforrar enerxía entre un 15 % e un 40 %. É un bo novo tipo de partición lixeira. Material térmico.
10. Ladrillo esférico oco
Un ladrillo esférico oco de alúmina
O ladrillo de esfera oca de alúmina é un produto refractario illante térmico que se utiliza como materia prima principal para a esfera oca de alúmina. Os indicadores técnicos típicos dos ladrillos de esfera oca de alúmina son: o contido de Al2O3 non é inferior ao 98 %, o contido de SiO2 non é superior ao 0,5 %, o contido de Fe2O3 non é superior ao 0,2 %, a densidade aparente é de 1,3 ~ 1,4 g/cm3, a porosidade aparente é do 60 % ~ 80 %, a resistencia á compresión non é inferior a 9,8 MPa, a temperatura de amolecemento da carga (0,2 MPa) non é inferior a 1700 ℃ e a condutividade térmica é de 0,7 ~ 0,8 W/(m·K).
En comparación cos produtos de illamento térmico e refractarios ordinarios, o ladrillo de esfera oca de alúmina caracterízase por un gran número de poros pechados no produto. Polo tanto, ten unha estrutura de poros de alta resistencia e estable, baixa densidade e baixa condutividade térmica. Úsase principalmente para revestimentos de fornos industriais de alta temperatura por debaixo de 1800 ℃, como ladrillos de revestimento de fornos de alta temperatura nas industrias refractaria, electrónica e cerámica; capas de illamento térmico para equipos térmicos de alta temperatura, como fornos de gasificación na industria petroquímica, fornos de gas, reactores industriais de carbón, ladrillos de illamento para fornos de indución na industria metalúrxica.
Ladrillo esférico oco de circonio B
O ladrillo de esfera oca de circonio é un produto refractario illante térmico feito de esferas ocas de circonio como principal materia prima. A principal fase cristalina deste ladrillo é a circonio cúbica (aproximadamente o 70 % ao 80 % da composición mineral) e o seu rendemento típico é: a refractariedade é superior a 2400 ℃, a porosidade aparente é do 55 % ao 60 %, a densidade volumétrica é de 2,5 a 3,0 g/cm3, a resistencia á compresión non é inferior a 4,9 MPa e a condutividade térmica é de 0,23 a 0,35 W/(m·K).
As esferas ocas de circonio son produtos refractarios illantes térmicos con excelente rendemento. A temperatura máxima de uso seguro é de 2200 ℃. Os ladrillos de esfera oca de circonio teñen unha resistencia a altas temperaturas relativamente alta e unha estrutura de poros estable, polo que se poden usar con seguridade a unha temperatura alta de 2200 ℃. Os ladrillos de bólas ocas de circonio teñen baixa densidade e baixa condutividade térmica, o que non só pode reducir a perda de calor, senón tamén o almacenamento de calor. Polo tanto, como material de revestimento de alta temperatura que entra en contacto directo coa chama en equipos térmicos como a metalurxia, o petróleo, a industria química, a electrónica, etc., pode reducir o consumo de enerxía e o peso do forno de alta temperatura, e o efecto de uso é bo.
Data de publicación: 26 de novembro de 2021