Ildfaste materialer med høy porøsitet, lav bulktetthet og lav varmeledningsevne, også kjent som lette ildfaste materialer. Inkludert varmeisolerende ildfaste produkter, ildfaste fibre og ildfaste fiberprodukter. I henhold til brukstemperaturen: ildfaste materialer med lav temperatur, brukstemperaturen er lavere enn 900 ℃, for eksempel diatomittisolasjonsstein, ekspanderte silikaprodukter, silikakalsiumplater, ekspanderte perlittprodukter, etc.; ildfaste materialer med middels temperatur, brukstemperatur 900 ~ 1200 ℃, for eksempel ildfaste leireisolasjonsstein, ildfaste fibre av aluminiumsilikat, etc.; ildfaste materialer med høy temperatur, brukstemperaturen er høyere enn 1200 ℃, for eksempel ildfaste murstein med høyt aluminiumsinnhold, ildfaste murstein med aluminaisolasjon, ildfaste murstein med kiselholdig isolasjon, hule kulemurstein av alumina, hule kulemurstein av zirkoniumoksid, ildfaste fibre med høyt aluminiumsinnhold, polykrystallinsk ildfast fiber (polykrystallinsk aluminafiber, polykrystallinsk zirkoniumfiber, polykrystallinsk mullittfiber), etc.
Produksjonen av varmeisolerende ildfaste produkter benytter hovedsakelig prosessmetoder som kan danne en porøs struktur, som lettvektsråmaterialemetoden, utbrenningsmetoden, skummetoden og den kjemiske metoden. Amorfe ildfaste fibre, som ildfaste fibre med aluminiumsilikat, ildfaste fibre med høyt aluminainnhold, etc., produseres vanligvis ved smelting. Polykrystallinske ildfaste fibre, som mullittfibre, aluminafibre, etc., produseres ved kolloidmetoden.
Hovedegenskapene til isolerende ildfaste materialer er høy porøsitet, vanligvis over 45 %; lav bulktetthet, vanligvis ikke over 1,5 g/cm3; lav varmeledningsevne, vanligvis mindre enn 1,0 W/(m·K). Brukes hovedsakelig som varmeisolasjon i industriovner, og kan ikke bare redusere varmetapet i ovnen, men også redusere varmelagringen i ovnen, oppnå best mulig energisparende effekt og redusere vekten av termisk utstyr. Sammenlignet med vanlige ildfaste murstein har varmeisolerende ildfaste materialer dårlig slaggkorrosjonsbestandighet, mekanisk styrke og slitestyrke. Derfor er de ikke egnet for den bærende konstruksjonen i ovnen og deler som er i direkte kontakt med slagg, ladning, smeltet metall osv.
Klassifiseringsmetode for ildfaste isolasjonsprodukter
Varmeisolerende ildfaste produkter refererer til ildfaste produkter med en porøsitet på minst 45 %. Hovedegenskapene til varmeisolerende ildfaste produkter er høy porøsitet og lav volumtetthet. Den lave varmeledningsevnen, den lille varmekapasiteten og den gode varmeisolasjonsytelsen. Det er varmebevarende og varmebestandig. Det kan brukes som et varmeisolasjonslag for diverse termisk utstyr, og noe kan også brukes som et arbeidslag. Det er et energisparende materiale for konstruksjon av diverse ovner. Å erstatte generelle tette ildfaste produkter med varmeisolerende ildfaste produkter som byggematerialer for ovner kan redusere tap av varmelagring og varmespredning med 40 % til 50 %, spesielt for diskontinuerlig termisk utstyr.
Det finnes mange typer isolasjons- og ildfaste produkter, som vanligvis deles inn i tre kategorier i henhold til brukstemperatur, bulktetthet og produktform.
(1) Klassifisert etter kroppstetthet. De med en bulktetthet på 0,4~1,3 g/cm3 er lette klosser; de med en bulktetthet på mindre enn 0,4 g/cm3 er ultralette klosser.
(2) Klassifisert etter driftstemperatur. Bruk en temperatur på 600–900 ℃ for lavtemperaturisolasjonsmateriale; 900–120 ℃ for middelstemperaturisolasjonsmateriale; over 1200 ℃ for høytemperaturisolasjonsmateriale.
(3) Klassifisert etter produktform: den ene er formede lette ildfaste murstein, inkludert leire, høyt aluminainnhold, silisium og noen lette murstein med rent oksid; den andre er uformede lette ildfaste murstein, for eksempel lett ildfast betong.
Produksjonsmetoden for varmeisolerende ildfaste produkter er forskjellig fra produksjonsmetoden for vanlige tette materialer. Det finnes mange metoder, hovedsakelig inkludert forbrenningsmetoden, skummetoden, kjemisk metode og metoden med porøst materiale.
1) Brenning og tilsetning av materialmetode. Også kalt metoden for tilsetning av brennbare stoffer. Tilsett brennbare stoffer som er lett å brenne, som kull, sagflis osv., i mursteinsslammet for å gi produktet visse porer etter brenning.
2) Bløtleggingsmetode. Tilsett skumdannende midler, som harpikssåpe osv., til leiren for å lage murstein, og lag skum ved hjelp av mekanisk metode. Etter brenning oppnås et porøst produkt.
3) Kjemisk metode. Ved å bruke en kjemisk reaksjon som kan generere gass på riktig måte, oppnås et porøst produkt i prosessen med å lage murstein, vanligvis dolomitt eller periklas pluss gips, og svovelsyre som skummiddel.
4) Metode med porøse materialer. Bruk naturlig kiselgur eller kunstig leirskumklinker, hule kuler av alumina eller zirkoniumoksid og andre porøse råmaterialer for å lage lette ildfaste murstein.
Bruk av ildfaste isolasjonsprodukter med lav varmeledningsevne og liten varmekapasitet som ovnskonstruksjonsmaterialer kan spare drivstofforbruk, forbedre utstyrets produksjonseffektivitet, redusere vekten på ovnskroppen, forenkle ovnsstrukturen, forbedre produktkvaliteten og redusere omgivelsestemperaturen. Forbedre arbeidsforholdene. Ildfaste isolasjonsprodukter brukes hovedsakelig som varmeisolasjonslag, foring eller isolasjonslag i ovner.
1. Ildfaste murstein av aluminiumoksidisolasjon
Varmeisolerende ildfaste murstein av alumina bruker smeltet korund, sintret alumina og industriell alumina som hovedråmaterialer for å lage varmeisolerende ildfaste produkter med sterk syre- og alkaliatmosfærebestandighet og reduksjonsbestandighet, samt god termisk sjokkmotstand. De kan brukes i lang tid under 1700 ℃. Produksjonsprosessen bruker to typer skummetode og forbrenningsadditivmetode. Produktene produsert med skummetoden har egenskapene jevn struktur, lav varmeledningsevne og god varmeisolasjonsytelse.
Varmeisolerende ildfaste steiner av alumina er lette, med høy trykkfasthet, lav varmeledningsevne, lavt volumkrymp etter gjenbrenning og god motstand mot termisk sjokk. De kan brukes som varmeisolasjonslag i høytemperatur termisk utstyr eller ovner som samhandler direkte med flammer. Og som arbeidsforing i presisjonstermisk utstyr, men de er ikke egnet for korrosjonsområder som er i direkte kontakt med ovnsvæske og smeltet slagg. De har også høyere stabilitet når de brukes i reduserende atmosfære. Brukstemperaturen avhenger av produktets renhet, vanligvis opptil 1650~1800°C. Se tabell 3-105 for typiske fysiske og kjemiske indekser for slike produkter.
2. Høy-aluminium varmeisolerende ildfaste murstein
Høyaluminiums varmeisolerende ildfaste murstein er varmeisolerende ildfaste produkter med et innhold på ikke mindre enn 48 % laget av hovedråmaterialet. Høyaluminiumoksyd varmeisolerende ildfaste murstein er hovedsakelig laget av bauxitt som råmateriale, kombinert med leire som råmateriale, blandet med bindemidler og sagflis. For å forbedre produktets ytelse tilsettes industrielt alumina, korund, sillimanitt, kyanitt og silika. Fint pulver kan lages til produkter med forskjellige bulktettheter og forskjellige maksimale brukstemperaturer. Vanligvis er brukstemperaturen 1250~1350 ℃, og noen kan nå 1550 ℃.
Høyaluminiumisolasjonsstein produseres hovedsakelig ved skummetoden, og produktets volumtetthet er mellom 0,4 og 1,0 g/cm3, og det kan også produseres ved hjelp av forbrenningstilsetninger. De fysiske og kjemiske indeksene for høyaluminiumisolerende ildfaste steiner er vist i tabell 3-106.
Høyaluminiums varmeisolerende ildfaste murstein kan brukes til å bygge varmeisolerende lag og deler som ikke korroderes og ertes av sterke høytemperatursmeltede materialer. Ved direkte kontakt med flammen skal overflatekontakttemperaturen til generelle høyaluminiums varmeisolerende ildfaste murstein ikke være høyere enn 1350 ℃. Mullitt varmeisolerende ildfaste murstein kan komme i direkte kontakt med flammen og har egenskaper som høy temperaturbestandighet, høy styrke og betydelig energisparende effekt. Den er egnet for foring av pyrolyseovner, varmluftsovner, keramiske rulleovner, elektriske porselensskuffeovner og ulike motstandsovner. Korund-mullitt varmeisolerende ildfaste murstein med et Al2O3-innhold på 82,4 % kan brukes som ovnsforing ved 1550 °C.
3. Leirebaserte isolasjonsildfaste murstein
Leirebaserte varmeisolerende ildfaste murstein er varmeisolerende ildfaste produkter med 30 %–48 % Al2O3-innhold laget av ildfast leire som hovedråmateriale, der ildfast leire, flytende kuler og ildfast leirklinker brukes som råmaterialer, med tilsetning av bindemidler og sagflis. Ved blanding, forming, tørking og brenning kan man oppnå produkter med en bulktetthet på 0,3–1,5 g/cm3, og produksjonsvolumet utgjør mer enn halvparten av de varmeisolerende ildfaste mursteinene.
Den vanligste produksjonsprosessen for varmeisolerende ildfaste murstein av leire er forbrenningsmetoden med flytende kuler, og skummetoden kan også brukes. Se tabell 3-107 for de fysiske indeksene for leirebaserte varmeisolerende ildfaste murstein.
Leirebaserte varmeisolerende ildfaste murstein har et bredt spekter av bruksområder. De brukes hovedsakelig i termisk utstyr og industrielle ovner. De kan brukes til deler som ikke er korrodert og vasket av sterk høytemperatur smeltet materiale. Noen overflater som er i direkte kontakt med flammen er belagt med et lag med ildfast belegg. Dette kan redusere erosjon fra slagg og ovnsgassstøv og redusere skader. Produktets arbeidstemperatur overstiger ikke testtemperaturen til returledningen. Leireisolasjonsmurstein tilhører en type lett isolasjonsmateriale med flere porer. Dette materialet har en porøsitet på 30 % til 50 %, og dens varmeisolasjon er dårlig, men dens mekaniske styrke og korrosjonsmotstand er god.
4. Silikonisolerende ildfaste murstein
Den kiselholdige varmeisolerende ildfaste mursteinen er laget av silika som hovedråmateriale, og det varmeisolerende ildfaste produktet har et SiO2-innhold på mindre enn 91 %. I tillegg til de varmeisolerende egenskapene opprettholder ildfaste silikonstein i stor grad egenskapene til silikonstein. Starttemperaturen for mykning av lasten er høy, og volumet utvides litt under oppvarmingsprosessen, noe som forbedrer ovnens integritet.
Ytelsen til GGR-1.20-kvaliteten av kiselholdige varmeisolerende ildfaste murstein for industrielle ovner er spesifisert i China Metallurgical Industry Standard YB386-1994. Bulkdensiteten er ikke mer enn 1,2 g/cm3, trykkfastheten ved romtemperatur er ikke mindre enn 5 MPa, og starttemperaturen for mykning under belastning under 0,1 MPa er ikke mindre enn 1520 ℃, og SiO2-innholdet er ikke mindre enn 91 %.
Dette produktet er egnet for foring av industriovner eller varmeisolasjonslag som ikke er i direkte kontakt med smeltede materialer med høy temperatur og ikke er direkte utsatt for korrosive gasser. Murverkets arbeidstemperatur overstiger ikke 1550 °C.
Silikabaserte varmeisolerende ildfaste murstein er mer skadelige for menneskekroppen på grunn av silikastøv, og prosessen er mer komplisert enn leire og høyaluminiums varmeisolerende ildfaste murstein, og den står for en liten andel av den totale produksjonen av varmeisolerende ildfaste materialer.
5. Ildfaste kiselgurisolasjonsstein
Diatomitt-varmeisolasjonsstein er et ildfast varmeisolasjonsprodukt laget av diatomitt som hovedråmateriale. Diatomitt-varmeisolasjonsstein har fine, lukkede porer, høy porøsitet og god varmeisolasjonsytelse, men lav mekanisk styrke, og styrken reduseres betydelig etter å ha vært fuktig. Den viktigste kjemiske sammensetningen er SiO2, etterfulgt av Al2O3, samt jern og kalium, natrium, kalsium, magnesiumoksider og andre urenheter.
De fysiske indeksene til diatomittisolasjonsstein er vist i tabell 3-108. Diatomittisolasjonssteinprodukter har dårlig varmebestandighet, og ildfastheten er bare omtrent 1280 ℃, så brukstemperaturen er ikke høy. Den kan bare brukes i isolasjonslaget under 900 °C.
6. Ekspanderte perlittprodukter
Ekspanderte perlittprodukter er varmeisolerende ildfaste produkter laget av perlitt som hovedkomponent. Isolasjonsprodukter laget av ekspandert perlitt som tilslag og passende sement, vannglass, fosfat, etc., etter omrøring, blanding, forming, tørking, steking eller herding. Tettheten til ekspandert perlitt er relativt liten, vanligvis bare 40~120 g/cm3; ildfastheten er ikke høy, vanligvis 1280~1360°C. Maksimal brukstemperatur for produkter med forskjellige bindemidler er forskjellig, vanligvis under 1000°C.
Ekspanderte perlittprodukter er klassifisert i kategoriene 200, 250, 300 og 350 kg/m34 i samsvar med produktenes bulktetthet i den nasjonale standarden. I henhold til sementtypen som brukes, er de delt inn i sementbundne ekspanderte perlittprodukter, vannglassbundne ekspanderte perlittprodukter, fosfatbundne ekspanderte perlittprodukter og asfaltbundne ekspanderte perlittprodukter.
7. Ekspanderte vermikulittprodukter
Ekspanderte vermikulittprodukter er varmeisolerende ildfaste produkter med ekspandert vermikulitt som hovedråmateriale. Produksjonen av ekspanderte vermikulittprodukter er basert på en viss størrelse ekspandert vermikulitt som tilslag, tilsetning av tilsetningsstoffer og bindemidler, blanding med vann i en viss mengde, og forming, tørking, steking eller herding for å danne varmeisolasjonsprodukter. Produkter med forskjellige bulkdensiteter, blandinger og bindemidler har forskjellige maksimale brukstemperaturer, og varmeisolasjonslag under 1000 °C brukes vanligvis. Det finnes mange typer ekspanderte vermikulittprodukter, som vanligvis klassifiseres etter typen bindemiddel som brukes og typen tilslag som brukes. I henhold til bindemiddelet kan det deles inn i organiske bindemiddelprodukter, uorganiske bindemiddelprodukter og organiske og uorganiske komposittbindemiddelprodukter. I henhold til typen tilslag som brukes, kan det deles inn i enkeltaggregatprodukter, flere tilslag og blandingsprodukter.
Ekspandert vermikulitt har lav varmeledningsevne, lav styrke og kan ikke være vanntett, så bruksområdet er sterkt begrenset. Når høyfast sementeringsmateriale brukes til å binde ekspandert vermikulitt til et ferdig produkt, vil det ha større styrke enn ekspandert vermikulitt og tåle større belastning. Når man bruker vanntett sementeringsmateriale til å binde ekspandert vermikulitt sammen, har det resulterende produktet vanntett ytelse og kan brukes der det er vann. Varmeledningsevnen til bindemiddelet er vanligvis høyere enn for ekspandert vermikulitt, så tilsetningen av bindemiddelet gir den ekspanderte østerssteinen nye bruksområder. Men det reduserer også den varmeisolerende effekten av ekspandert vermikulitt.
8. Kalsiumsilisiumplate
Kalsiumsilikatplater er laget av kiselgur og kalk som hovedråmaterialer, og de varmeisolerende ildfaste produktene som er laget ved å tilsette armeringsfiber kalles også kalsiumsilikatplater og mikroporøse kalsiumsilikatplater. Kalsiumsilikatplater er delt inn i to kategorier i henhold til sammensetningen: den ene er vanlige kalsiumsilikatplater, den kjemiske sammensetningen av CaO/SiO2 er omtrent 0,8, mineralsammensetningen er tobermoritt (tobermoritt, 5CaO·6SiO2·5H2O); den andre er kalsiumhardsilikat, den kjemiske sammensetningen av CaO/SiO2 er omtrent 1,0, og mineralsammensetningen er kalsiumhardsilikat.
Kalsiumsilikat har utmerkede egenskaper som liten kapasitet, sterk separasjon, lav varmeledningsevne, praktisk konstruksjon og lav tapsrate. Tettheten til kalsiumsilikatplater er hovedsakelig spesifisert i verden som ikke større enn 220 kg/m3, og noen er videre delt inn i 33 typer ikke større enn 220 kg/m3, ikke større enn 170 kg/m3, og ikke større enn 130 kg/m3; Kina er klassifisert som ikke større enn 240 kg/cm3, ikke mer enn 220 kg/cm3, ikke mer enn 170 kg/cm3 33 typer. Trykkfastheten er over 0,4 MPa, bøyefastheten er over 0,2 MPa; varmeledningsevnen (70 ℃ ± 5 ℃) er 0,049 ~ 0,064 W / (m·K) den høyeste driftstemperaturen, og torbemullitt er 650 ℃, kalsiumsilikattypen er 1000 ℃.
Kalsiumsilikatplaten kan sages eller spikres, og kan lages til plater, blokker eller foringsrør. Den kan brukes som varmeisolasjonsmateriale for termiske rørledninger og industrielle ovner i elektrisk kraft, kjemisk industri, metallurgi, skip, etc.; brann- og varmeisolasjon av bygninger, instrumenter og utstyr. Den kan også brukes som varmeisolasjonslag i høytemperaturtørkeovner og tunnelovnsvognplattformer; begge sider av kalsiumsilikatplaten kan limes med plastfiner, kryssfiner, asbestsementplater, etc. Kan brukes som varmeisolasjonsmateriale. De fleste varmeisolasjonsmaterialene i verden bruker kalsiumsilikatplater, og noen land bruker kalsiumsilikatplater til varmeisolasjon i industrien, og utgjør 70 % til 80 %.
9. Flytende partikkelstein (Cenosphere-stein)
Cenosfærestein er varmeisolerende ildfaste produkter laget av cenosfærer som hovedråmateriale. Tidlig på 1970-tallet begynte landet mitt å bruke flyveaske-cenosfærer til å produsere leirebaserte varmeisolerende ildfaste steiner. På grunn av den enkle prosessen og de rikelige ressursene er produktkvaliteten god. Siden 1980-tallet har metoden med porøs klinker eller utbrenning av flyveaske-cenosfærer blitt brukt til å produsere cenosfærestein.
Cenosfæresteiner er hule kuler av aluminiumsilikatglass som er laget av flygeaske fra varmekraftverk. De har lav vekt, tynne vegger, hule, glatte overflater, lav varmeledningsevne, god isolasjonsevne, høy ildfasthet og høy trykkfasthet. Og annen ytelse. Ved å bruke disse egenskapene til cenosfærer kan varmeisolerende ildfaste materialer med utmerket varmebevaringsevne produseres. Produksjonen av cenosfæresteiner kan formes ved en halvtørr metode, som har en enkel prosess og ikke krever en etterbehandlingsprosess.
Cenosfærestein er bedre enn eksisterende mellomblokk-termisolasjonsmaterialer når det gjelder mekanisk styrke, høy temperaturbestandighet, varmeledningsevne og bruksytelse, og kan sammenlignes med silikatfibre. Dette materialet er mye brukt i ulike høytemperatur industrielle ovner ved en temperatur på 1200 °C for å oppnå formålet med å forbedre termisk effektivitet og redusere energiforbruket. Cenosfærestein brukes i industrielle ovner og høytemperaturutstyr innen metallurgi, maskineri, kjemisk industri, petroleum, byggematerialer, lett industri, elektrisk kraft og andre sektorer. Generelt kan de spare energi med 15 % til 40 %. Det er en god ny type lettvektsskillevegg. Termisk materiale.
10. Hul kuleformet murstein
En hul kuleformet murstein av aluminiumoksid
Hulkuleformede aluminamursteiner er et varmeisolerende ildfast produkt med hulkuleformede aluminamursteiner som hovedråmateriale. De typiske tekniske indikatorene for hulkuleformede aluminamursteiner er: Al2O3-innholdet er ikke mindre enn 98 %, SiO2-innholdet er ikke mer enn 0,5 %, Fe2O3-innholdet er ikke mer enn 0,2 %, bulktettheten er 1,3–1,4 g/cm3, tilsynelatende porøsitet er 60–80 %, trykkfastheten er ikke mindre enn 9,8 MPa, mykningstemperaturen ved belastning (0,2 MPa) er ikke mindre enn 1700 ℃, og varmeledningsevnen er 0,7–0,8 W/(m·K).
Sammenlignet med vanlige varmeisolasjons- og ildfaste produkter, er hulkuleformede alumina-steiner preget av et stort antall lukkede porer i produktet. Derfor har de høy styrke og stabil porestruktur, lav tetthet og lav varmeledningsevne. De brukes hovedsakelig til industrielle ovnsforinger ved høye temperaturer under 1800 ℃, som for eksempel høytemperaturovnsforingsstein i ildfaste, elektronikk- og keramikkindustrier; varmeisolasjonslag for høytemperatur termisk utstyr, som forgassingsovner i petrokjemisk industri, gassovner, kullindustrielle reaktorer, og isolasjonsstein for induksjonsovner i metallurgisk industri.
B Zirconia hul kule murstein
Zirkonia hulkule murstein er et varmeisolerende ildfast produkt laget av zirkoniumkuler som hovedråmateriale. Hovedkrystallfasen i denne mursteinen er kubisk zirkonium (ca. 70 % til 80 % av mineralsammensetningen), og dens typiske ytelse er: Refraktoriteten er større enn 2400 ℃, den tilsynelatende porøsiteten er 55 % ~ 60 %, volumtettheten er 2,5 ~ 3,0 g / cm3, trykkfastheten er ikke mindre enn 4,9 MPa, og varmeledningsevnen er 0,23 ~ 0,35 W / (m·K).
Zirkonia-hulkuler er varmeisolerende ildfaste produkter med utmerket ytelse. Maksimal sikker brukstemperatur er 2200 ℃. Zirkonia-hulkulestein har relativt høy høytemperaturstyrke og stabil porestruktur, slik at de trygt kan brukes ved en høy temperatur på 2200 ℃. Zirkonia-hulkulestein har lav tetthet og lav varmeledningsevne, noe som ikke bare kan redusere varmetap, men også varmelagring. Derfor, som et høytemperaturforingsmateriale som er i direkte kontakt med flammen i termisk utstyr som metallurgi, petroleum, kjemisk industri, elektronikk, etc., kan det redusere energiforbruket og vekten av høytemperaturovnen, og brukseffekten er god.
Publisert: 26. november 2021