Ватростални материјали за топлотну изолацију односе се на ватросталне материјале са високом порозношћу, ниском густином у насипу и ниском топлотном проводљивошћу, познати и као лаки ватростални материјали. Укључују топлотноизолационе ватросталне производе, ватростална влакна и производе од ватросталних влакана. Према температури употребе: нискотемпературни изолациони ватростални материјали, температура употребе нижа од 900 ℃, као што су дијатомитне изолационе цигле, производи од експандираног силицијум диоксида, плоче од силицијум калцијума, производи од експандираног перлита итд.; средњетемпературни изолациони ватростални материјали, температура употребе 900 ~1200 ℃, као што су глинене ватросталне цигле за топлотну изолацију, алуминијумсиликатна ватростална влакна итд.; високотемпературни топлотноизолациони ватростални материјали, температура употребе већа од 1200 ℃, као што су високоалуминијумске ватросталне цигле за топлотну изолацију, алуминијумске ватросталне цигле за топлотну изолацију, силицијумске изолационе ватросталне цигле, алуминијумске шупље кугличне цигле, цирконијумске шупље кугличне цигле, високоалуминијумске ватросталне влакна, поликристална ватростална влакна (поликристална алуминијумска влакна, поликристална цирконијумска влакна, поликристална мулитна влакна) итд.
Производња топлотноизолационих ватросталних производа углавном усваја процесне методе које могу формирати порозну структуру, као што су метода лаких сировина, метода сагоревања, метода пене и хемијска метода. Аморфна ватростална влакна, као што су алуминијум-силикатна ватростална влакна, високоалуминијумска ватростална влакна итд., обично се производе топљењем. Поликристална ватростална влакна, као што су мулитна влакна, алуминијумска влакна итд., производе се колоидном методом.
Главне карактеристике изолационих ватросталних материјала су висока порозност, генерално изнад 45%; ниска густина у расутом стању, генерално не прелази 1,5 г/цм3; ниска топлотна проводљивост, углавном мања од 1,0 W/(м·К). Углавном се користи као топлотна изолација индустријских пећи, не само да може смањити губитак топлоте пећи, већ и смањити складиштење топлоте у пећи, постићи најбољи ефекат уштеде енергије и смањити тежину термалне опреме. У поређењу са општим ватросталним циглама, топлотноизолациони ватростални материјали имају лошу отпорност на корозију згуре, механичку чврстоћу и отпорност на хабање. Стога нису погодни за носеће структуре пећи и делове који су у директном контакту са згуром, утоваром, растопљеним металом итд.
Метода класификације изолационих ватросталних производа
Термоизолациони ватростални производи односе се на ватросталне производе са порозношћу не мањом од 45%. Главне карактеристике термоизолационих ватросталних производа су висока порозност и ниска запреминска густина. Топлотна проводљивост је ниска, топлотни капацитет је мали, а топлотноизолационе перформансе су добре. Отпоран је на топлоту и отпоран на топлоту. Може се користити као слој топлотне изолације за разноврсну термичку опрему, а неки се могу користити и као радни слој. То је материјал који штеди енергију за изградњу разних пећи. Замена општих густих ватросталних производа као грађевинског материјала за пећи термоизолационим ватросталним производима може смањити губитке складиштења топлоте и дисипације топлоте за 40% до 50%, посебно код дисконтинуиране термичке опреме.
Постоји много врста изолационих и ватросталних производа, који се генерално деле у три категорије према температури употребе, густини и облику производа.
(1) Класификовано према густини тела. Оне са густином од 0,4~1,3 г/цм3 су лаке цигле; оне са густином од мањом од 0,4 г/цм3 су ултралаке цигле.
(2) Класификовано према радној температури. Користите температуру 600~900℃ за изолациони материјал за ниске температуре; 900~120℃ за изолациони материјал за средње температуре; преко 1200℃ за изолациони материјал за високе температуре.
(3) Класификоване по облику производа: једна је обликована лагана ватростална цигла, укључујући глинене, високоалуминијумске, силицијумске и неке лагане цигле од чистог оксида; друга је необликована лагана ватростална цигла, као што је лагани ватростални бетон.
Метод производње топлотноизолационих ватросталних производа разликује се од методе производње општих густих материјала. Постоји много метода, углавном укључујући метод спаљивања, метод пене, хемијски метод и метод порозних материјала.
1) Метода сагоревања и додавања материјала. Такође се назива метода додавања запаљивих материја. Додајте запаљиве материје које се лако сагоревају, као што су дрвени угаљ, пиљевина итд., у блато за прављење цигле како би производ имао одређене поре након печења.
2) Метода намакања. Додајте средства за пењење, као што је сапун од колофонијума итд., у глину за израду цигли и направите пену механичким поступком. Након печења добија се порозни производ.
3) Хемијска метода. Коришћењем хемијске реакције која може правилно да генерише гас, добија се порозни производ у процесу израде цигли, обично доломит или периклас плус гипс, и сумпорна киселина као средство за пењење.
4) Метода порозног материјала. Користите природни клинкер од дијатомејске земље или вештачке глине, шупље сфере од алуминијума или цирконијума и друге порозне сировине за израду лаганих ватросталних цигли.
Коришћење изолационих ватросталних производа са ниском топлотном проводљивошћу и малим топлотним капацитетом као материјала за конструкцију тела пећи може уштедети потрошњу горива; побољшати ефикасност производње опреме; такође може смањити тежину тела пећи, поједноставити структуру пећи, побољшати квалитет производа и смањити температуру околине. Побољшати радне услове. Изолациони ватростални производи се углавном користе као слој топлотне изолације, облога или изолациони слој пећи.
1. Ватросталне цигле од алуминијумске изолације
Алуминијумске термоизолационе ватросталне опеке користе растопљени корунд, синтеровани глиницу и индустријски глиницу као главне сировине за производњу топлотноизолационих ватросталних производа који имају јаку отпорност на киселинске и алкалне атмосфере и отпорност на редукцију, као и добру отпорност на термичке ударе. Могу се користити дуго времена испод 1700℃. Њен производни процес усваја две врсте методе пене и методу адитива за спаљивање. Производи произведени методом пене имају карактеристике уједначене структуре, ниске топлотне проводљивости и добрих топлотноизолационих перформанси.
Алуминијумске топлотноизолационе ватросталне опеке су лагане, са високом чврстоћом на притисак, ниском топлотном проводљивошћу, малим скупљањем запремине након поновног сагоревања и добром отпорношћу на термички удар. Могу се користити за слојеве топлотне изолације високотемпературне термичке опреме или пећи које директно интерагују са пламеном. И за радну облогу прецизне термичке опреме, али нису погодне за места корозије која директно контактирају са течношћу пећи и растопљеном згуром. Такође имају већу стабилност када се користе у редукционој атмосфери. Температура употребе зависи од чистоће производа, генерално до 1650~1800°C. Видети Табелу 3-105 за типичне физичке и хемијске индексе таквих производа.
2. Високоалуминијумске топлотноизолационе ватросталне опеке
Ватросталне опеке са високим садржајем алуминијума за топлотну изолацију су топлотноизолациони ватростални производи са садржајем не мање од 48% направљени од главне сировине. Ватросталне опеке са високим садржајем алуминијума за топлотну изолацију углавном се праве од боксита као сировине, комбиноване са глином као сировином, помешане са везивима и пиљевином. Да би се побољшале перформансе производа, додају се индустријска глиница, корунд, силиманит, кианит и силицијум диоксид. Фини прах се може прерађивати у производе са различитим густинама и различитим максималним температурама употребе. Обично је температура употребе 1250~1350℃, а неке могу достићи и 1550℃.
Високоалуминијумске изолационе цигле се углавном производе методом пене, а запреминска густина производа је између 0,4~1,0 г/цм3, а може се произвести и методом спаљивања адитива. Физички и хемијски индекси високоалуминијумских топлотноизолационих ватросталних цигли приказани су у Табели 3-106.
Ватросталне опеке од високог алуминијума за топлотну изолацију могу се користити за изградњу слојева и делова за топлотну изолацију који нису кородирани и оштећени јаким растопљеним материјалима на високој температури. Када су у директном контакту са пламеном, температура површине контакта генерално високо алуминијумских ватросталних опека за топлотну изолацију не сме бити виша од 1350℃. Мулитне ватросталне опеке за топлотну изолацију могу директно да дођу у контакт са пламеном и имају карактеристике отпорности на високе температуре, високе чврстоће и значајног ефекта уштеде енергије. Погодне су за облагање пиролизних пећи, пећи на врући ваздух, керамичких ваљкастих пећи, електричних порцеланских пећи са фиокама и разних отпорних пећи. Корунд-мулитна ватростална опека за топлотну изолацију са садржајем Al2O3 од 82,4% може се користити као облога пећи на 1550°C.
3. Ватросталне цигле на бази глине за изолацију
Термоизолационе ватросталне опеке на бази глине су термоизолациони ватростални производи са садржајем Al2O3 од 30%-48% направљени од ватросталне глине као главне сировине, користећи ватросталну глину, плутајуће перле и ватростални глинени клинкер као сировине, уз додавање везива и пиљевине. Мешањем, претварањем, обликовањем, сушењем и печењем могу се добити производи са густином од 0,3~1,5 г/цм3, а обим производње чини више од половине укупне укупне ватросталне опеке.
Уобичајени процес производње глинених топлотноизолационих ватросталних опека је метод додавања спаљивањем са плутајућим перлама, а може се користити и метод пене. Видети Табелу 3-107 за физичке индексе топлотноизолационих ватросталних опека на бази глине.
Ватросталне цигле на бази глине за топлотну изолацију имају широк спектар примене. Углавном се користе у термалној опреми и индустријским пећима. Могу се користити за делове који нису кородирани и испрани јаким растопљеним материјалима високе температуре. Неке површине које су у директном контакту са пламеном су обложене слојем ватросталног премаза који може смањити ерозију згуром и прашином из гаса пећи и смањити оштећења. Радна температура производа не прелази температуру испитивања повратне цеви. Глинена изолациона цигла припада врсти лаког изолационог материјала са вишеструким порама. Овај материјал има порозност од 30% до 50%, а његова топлотна изолација је лоша, али његова механичка чврстоћа и отпорност на корозију су добре.
4. Силиконске изолационе ватросталне цигле
Силицијумска топлотноизолациона ватростална цигла је направљена од силицијум диоксида као главне сировине, а топлотноизолациони ватростални производ са садржајем SiO2 мањим од 91%. Поред својстава топлотне изолације, силицијумске ватросталне цигле у великој мери задржавају карактеристике силицијумских цигли. Почетна температура омекшавања оптерећења је висока, а запремина се благо шири током процеса загревања, што побољшава интегритет пећи.
Перформансе силицијумских топлотноизолационих ватросталних опека класе GGR-1.20 за индустријске пећи наведене у Кинеском стандарду металуршке индустрије YB386-1994, запреминска густина није већа од 1,2 г/цм3, чврстоћа на притисак на собној температури није мања од 5 МПа, а почетна температура омекшавања под оптерећењем испод 0,1 МПа није мања од 1520 ℃, садржај SiO2 није мањи од 91%.
Овај производ је погодан за облагање индустријских пећи или слојева топлотне изолације који нису у директном контакту са растопљеним материјалима високе температуре и нису директно изложени корозивним гасовима. Радна температура зида не прелази 1550°C.
Термоизолационе ватросталне цигле на бази силицијум диоксида су штетније за људски организам због силицијумске прашине, а процес је компликованији од глинених и високоалуминијумских термоизолационих ватросталних цигли, и чине мали део укупне производње топлотноизолационих ватросталних материјала.
5. Ватросталне цигле од дијатомита за изолацију
Дијатомитна термоизолациона цигла је ватростални производ за термоизолацију направљен од дијатомита као главне сировине. Дијатомитна термоизолациона цигла има фине затворене поре, високу порозност, добре термоизолационе перформансе, али ниску механичку чврстоћу, посебно након влажења, чврстоћа значајно опада. Њен главни хемијски састав је SiO2, затим Al2O3, као и гвожђе и калијум, натријум, калцијум, магнезијум оксиди и друге нечистоће.
Физички индекси дијатомитних изолационих цигли приказани су у Табели 3-108. Производи од дијатомитних изолационих цигли имају слабу отпорност на топлоту, а ватросталност је само око 1280 ℃, тако да температура употребе није висока. Може се користити само у изолационом слоју испод 900°C.
6. Производи од експандираног перлита
Производи од експандираног перлита су топлотноизолациони ватростални производи направљени од перлита као главне компоненте. Изолациони производи направљени од експандираног перлита као агрегата и одговарајућег цемента, воденог стакла, фосфата итд., након мешања, мешања, обликовања, сушења, пржења или очвршћавања. Густина експандираног перлита је релативно мала, генерално само 40~120 г/цм3; ватросталност није висока, генерално 1280~1360°C. Максимална температура употребе производа са различитим везивима је различита, обично испод 1000°C.
Производи од експандираног перлита класификују се у категорије од 200, 250, 300 и 350 кг/м34 у складу са запреминском густином производа у националном стандарду. Према врсти цемента који се користи, подељени су на производе од експандираног перлита везаног цементом, производе од експандираног перлита везаног воденим стаклом, производе од експандираног перлита везаног фосфатом и производе од експандираног перлита везаног асфалтом.
7. Производи од експандираног вермикулита
Производи од експандираног вермикулита су топлотноизолациони ватростални производи са експандираним вермикулитом као главном сировином. Производња производа од експандираног вермикулита заснива се на одређеној величини експандираног вермикулита као агрегата, додавању додатака и везива, мешању са водом у одређеној пропорцији и обликовању, сушењу, пржењу или очвршћавању да би се формирали производи за топлотну изолацију. Производи са различитим густинама, додацима и везивима имају различите максималне температуре употребе, а обично се користе слојеви топлотне изолације испод 1000°C. Постоји много врста производа од експандираног вермикулита, који се обично класификују према врсти везива које се користи и врсти агрегата који се користи. Према везивном средству, могу се поделити на производе од органског везивног средства, производе од неорганског везивног средства и производе од органског и неорганског композитног везивног средства. Према врсти агрегата који се користи, могу се поделити на производе од једног агрегата, производе од више агрегата и производе од додатака.
Експандирани вермикулит има ниску топлотну проводљивост, ниску чврстоћу и не може бити водоотпоран, тако да је његова примена знатно ограничена. Када се за везивање експандираног вермикулита у готов производ користи цементни материјал високе чврстоће, он ће имати већу чврстоћу од експандираног вермикулита и може издржати веће оптерећење; када се за везивање експандираног вермикулита користи водоотпорни цементни материјал, добијени производ има водоотпорне особине и може се користити тамо где има воде. Топлотна проводљивост везива је обично већа од оне експандираног вермикулита, тако да додавање везива омогућава експандираном камену остриге нове примене, али такође смањује ефекат топлотне изолације експандираног вермикулита.
8. Калцијум-силицијумска плоча
Калцијум силикатна плоча је направљена од дијатомејске земље и креча као главних сировина, а топлотноизолациони ватростални производи направљени додавањем арматурних влакана називају се и калцијум силикатна плоча и микропорозна калцијум силикатна плоча. Калцијум силикатна плоча се дели у две категорије према свом саставу: једна је обична калцијум силикатна плоча, хемијски састав CaO/SiO2 је око 0,8, минерални састав је тоберморит (тоберморит, 5CaO·6SiO2·5H2O); друга је калцијум тврди силикат, хемијски састав CaO/SiO2 је око 1,0, а минерални састав је калцијум тврди силикат.
Калцијум силикат има одлична својства као што су мали капацитет, јако одвајање, ниска топлотна проводљивост, погодна конструкција и ниска стопа губитка. Густина калцијум силикатних плоча се у свету углавном дефинише као не већа од 220 кг/м3, а неке су даље подељене на 33 врсте: не веће од 220 кг/м3, не веће од 170 кг/м3 и не веће од 130 кг/м; Кина је класификована као 33 врсте: не веће од 240 кг/м3, не веће од 220 кг/м3, не веће од 170 кг/м3. Чврстоћа на притисак је изнад 0,4 МПа, чврстоћа на савијање је изнад 0,2 МПа; топлотна проводљивост (70℃±5℃) је 0,049～0,064 W/(m·K) што је највиша радна температура, а торбе мулит је 650℃, тип калцијум силиката је 1000℃.
Калцијум силикатна плоча може се сећи или закуцати и може се прерађивати у плоче, блокове или кућишта. Може се користити као материјал за топлотну изолацију за термоцевне цевоводе и индустријске пећи у електроенергетској индустрији, хемијској индустрији, металургији, бродовима итд.; противпожарна и топлотна изолација зграда, инструмената и опреме. Такође се може користити за слој топлотне изолације високотемпературних сушара и платформи тунелских пећи; обе стране калцијум силикатне плоче могу се залепити пластичним фурниром, шперплочом, азбестцементном плочом итд. Може се користити као материјал за топлотну изолацију. Већина инжењерских материјала за топлотну изолацију у свету користи калцијум силикатну плочу, а неке земље користе калцијум силикатну плочу за топлотну изолацију у индустрији са 70% до 80%.
9. Плутајућа цигла од честица (цигла од ценосфере)
Ценосферске цигле су топлотноизолациони ватростални производи направљени од ценосфера као главне сировине. Почетком 1970-их, моја земља је почела да користи ценосфере од летећег пепела за производњу топлотноизолационих ватросталних цигли на бази глине. Због једноставног процеса и обилних ресурса, квалитет производа је добар. Од 1980-их, метода порозног клинкера или додавање ценосфера од летећег пепела сагоревањем се користи за производњу ценосферских цигли.
Ценосферске цигле су шупље сфере од алуминијум силикатног стакла добијене из пепела из термоелектрана. Имају малу тежину, танке зидове, шупљу, глатку површину, ниску топлотну проводљивост, добре изолационе перформансе, високу ватросталност и високу чврстоћу на притисак. И друге перформансе. Користећи ове карактеристике ценосфера, могу се произвести топлотноизолациони ватростални материјали са одличним перформансама очувања топлоте. Производња ценосферских цигли може се обавити полусувим поступком, који има једноставан процес и не захтева процес завршне обраде.
Ценосферске цигле су супериорније од постојећих материјала за топлотну изолацију средњег блока у погледу механичке чврстоће, отпорности на високе температуре, топлотне проводљивости и употребних перформанси, и упоредиве су са силикатним влакнима. Овај материјал се широко користи у разним индустријским пећима на високим температурама на температури од 1200°C како би се постигла сврха побољшања термичке ефикасности и смањења потрошње енергије. Ценосферске цигле се користе у индустријским пећима и опреми на високим температурама у металургији, машинству, хемијској индустрији, нафтној индустрији, грађевинском материјалу, лакој индустрији, електроенергетици и другим секторима. Генерално, могу уштедети енергију за 15% до 40%. То је добар нови тип лагане преграде. Термички материјал.
10. Шупља сферна цигла
Шупља кугла од алуминијумске глине
Алуминијумска куглична цигла је топлотноизолациони ватростални производ са алуминијумском кугличном куглом као главном сировином. Типични технички показатељи алуминијумских кугличних цигли су: садржај Al2O3 није мањи од 98%, садржај SiO2 није већи од 0,5%, садржај Fe2O3 није већи од 0,2%, густина је 1,3~1,4 г/цм3, привидна порозност је 60%~80%, чврстоћа на притисак није мања од 9,8 МПа, температура омекшавања оптерећења (0,2 МПа) није мања од 1700 ℃, а топлотна проводљивост је 0,7~0,8 W/(м·К).
У поређењу са обичним топлотноизолационим и ватросталним производима, шупље куглице од алуминијума карактерише велики број затворених пора у производу. Због тога имају високу чврстоћу и стабилну структуру пора, ниску густину и ниску топлотну проводљивост. Углавном се користе за облоге индустријских пећи на високим температурама испод 1800℃, као што су високотемпературне облоге пећи у ватросталној, електронској и керамичкој индустрији; слојеви топлотне изолације за високотемпературну термичку опрему, као што су пећи за гасификацију у петрохемијској индустрији, гасне пећи, индустријски реактори на угаљ, изолационе цигле за индукционе пећи у металуршкој индустрији.
Б цирконијумска шупља сферна цигла
Шупља сфера од цирконијума је топлотноизолациони ватростални производ направљен од шупљих сфера од цирконијума као главне сировине. Главна кристална фаза ове цигле је кубни цирконијум (око 70% до 80% минералног састава), а њене типичне перформансе су: Ватросталност је већа од 2400℃, привидна порозност је 55%~60%, запреминска густина је 2,5~3,0 г/цм3, чврстоћа на притисак није мања од 4,9 МПа, а топлотна проводљивост је 0,23~0,35 W/(м·К).
Шупље сфере од цирконијума су топлотноизолациони ватростални производи са одличним перформансама. Максимална безбедна температура употребе је 2200℃. Шупље сфере од цирконијума имају релативно високу чврстоћу на високим температурама и стабилну структуру пора, тако да се могу безбедно користити на високој температури од 2200℃. Шупље кугличне цирконијумске цигле имају ниску густину и ниску топлотну проводљивост, што не само да може смањити губитак топлоте, већ и смањити складиштење топлоте. Стога, као материјал за облагање високих температура који директно контактира са пламеном у термалној опреми као што су металургија, нафта, хемијска индустрија, електроника итд., може смањити потрошњу енергије и смањити тежину пећи на високим температурама, а ефекат употребе је добар.
Време објаве: 26. новембар 2021.