วัสดุทนไฟฉนวนกันความร้อน หมายถึง วัสดุทนไฟที่มีรูพรุนสูง ความหนาแน่นต่ำ และค่าการนำความร้อนต่ำ หรือที่รู้จักกันในชื่อวัสดุทนไฟน้ำหนักเบา ซึ่งรวมถึงผลิตภัณฑ์วัสดุทนไฟฉนวนกันความร้อน เส้นใยทนไฟ และผลิตภัณฑ์เส้นใยทนไฟ โดยแบ่งตามอุณหภูมิการใช้งาน: วัสดุทนไฟฉนวนกันความร้อนอุณหภูมิต่ำ คือ วัสดุที่ใช้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 900 ℃ เช่น อิฐฉนวนไดอะโทไมต์ ผลิตภัณฑ์ซิลิกาขยายตัว แผ่นซิลิกาแคลเซียม ผลิตภัณฑ์เพอร์ไลต์ขยายตัว เป็นต้น; วัสดุทนไฟฉนวนกันความร้อนอุณหภูมิปานกลาง คือ วัสดุที่ใช้ที่อุณหภูมิ 900 ~ 1200 ℃ เช่น อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนดินเหนียว เส้นใยทนไฟอะลูมิเนียมซิลิเกต เป็นต้น วัสดุทนไฟฉนวนกันความร้อนอุณหภูมิสูง คือวัสดุที่มีอุณหภูมิใช้งานมากกว่า 1200℃ เช่น อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนอะลูมิเนียมสูง อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนอะลูมินา อิฐทนไฟฉนวนซิลิกา อิฐทรงกลมกลวงอะลูมินา อิฐทรงกลมกลวงเซอร์โคเนีย เส้นใยทนไฟอะลูมินาสูง เส้นใยทนไฟผลึกหลายเหลี่ยม (เส้นใยอะลูมินาผลึกหลายเหลี่ยม เส้นใยเซอร์โคเนียผลึกหลายเหลี่ยม เส้นใยมัลไลต์ผลึกหลายเหลี่ยม) เป็นต้น
การผลิตผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อนทนไฟส่วนใหญ่ใช้กรรมวิธีที่สามารถสร้างโครงสร้างที่มีรูพรุนได้ เช่น วิธีการใช้วัตถุดิบน้ำหนักเบา วิธีการเผาไหม้ วิธีการขึ้นรูปโฟม และวิธีการทางเคมี เส้นใยทนไฟอสัณฐาน เช่น เส้นใยทนไฟอะลูมิเนียมซิลิเกต เส้นใยทนไฟอะลูมินาสูง เป็นต้น มักผลิตโดยการหลอม ในขณะที่เส้นใยทนไฟผลึกหลายเหลี่ยม เช่น เส้นใยมัลไลต์ เส้นใยอะลูมินา เป็นต้น ผลิตโดยวิธีการคอลลอยด์
คุณสมบัติหลักของวัสดุทนไฟฉนวนกันความร้อน ได้แก่ ความพรุนสูง โดยทั่วไปสูงกว่า 45% ความหนาแน่นต่ำ โดยทั่วไปไม่เกิน 1.5 กรัม/ซม³ และค่าการนำความร้อนต่ำ ส่วนใหญ่น้อยกว่า 1.0 วัตต์/(เมตร·เคลวิน) โดยส่วนใหญ่ใช้เป็นฉนวนกันความร้อนของเตาเผาในอุตสาหกรรม ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดการสูญเสียความร้อนของเตาเผาเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการสะสมความร้อนของเตาเผา ทำให้ได้ผลลัพธ์ด้านการประหยัดพลังงานที่ดีที่สุด และลดน้ำหนักของอุปกรณ์ความร้อน เมื่อเทียบกับอิฐทนไฟทั่วไป วัสดุทนไฟฉนวนกันความร้อนมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของตะกรัน ความแข็งแรงเชิงกล และความต้านทานต่อการสึกหรอต่ำกว่า ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับโครงสร้างรับน้ำหนักของเตาเผาและชิ้นส่วนที่สัมผัสโดยตรงกับตะกรัน วัตถุดิบ โลหะหลอมเหลว ฯลฯ
วิธีการจำแนกประเภทผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อนทนไฟ
ผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อน หมายถึง ผลิตภัณฑ์ทนไฟที่มีความพรุนไม่น้อยกว่า 45% คุณลักษณะหลักของผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนคือ มีความพรุนสูงและความหนาแน่นต่ำ มีค่าการนำความร้อนต่ำ ความจุความร้อนน้อย และมีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดี สามารถเก็บรักษาความร้อนและทนความร้อนได้ สามารถใช้เป็นชั้นฉนวนกันความร้อนสำหรับอุปกรณ์ความร้อนต่างๆ และบางชนิดยังสามารถใช้เป็นชั้นใช้งานได้อีกด้วย เป็นวัสดุประหยัดพลังงานสำหรับการสร้างเตาเผาต่างๆ การใช้ผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนแทนผลิตภัณฑ์ทนไฟทั่วไปที่มีความหนาแน่นสูงในการสร้างเตาเผา สามารถลดการสูญเสียความร้อนจากการเก็บรักษาและการกระจายความร้อนได้ 40% ถึง 50% โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ความร้อนแบบไม่ต่อเนื่อง
ผลิตภัณฑ์ฉนวนและวัสดุทนไฟมีหลายประเภท ซึ่งโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสามประเภทตามอุณหภูมิการใช้งาน ความหนาแน่น และรูปทรงของผลิตภัณฑ์
(1) จำแนกตามความหนาแน่นของเนื้อวัสดุ อิฐที่มีความหนาแน่น 0.4~1.3 กรัม/ซม³ จัดเป็นอิฐน้ำหนักเบา อิฐที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า 0.4 กรัม/ซม³ จัดเป็นอิฐน้ำหนักเบาพิเศษ
(2) จำแนกตามอุณหภูมิใช้งาน อุณหภูมิใช้งาน 600~900℃ สำหรับวัสดุฉนวนอุณหภูมิต่ำ 900~120℃ สำหรับวัสดุฉนวนอุณหภูมิปานกลาง และมากกว่า 1200℃ สำหรับวัสดุฉนวนอุณหภูมิสูง
(3) จำแนกตามรูปทรงของผลิตภัณฑ์: ประเภทหนึ่งคืออิฐทนไฟน้ำหนักเบาที่มีรูปทรง ได้แก่ อิฐดินเหนียว อิฐอลูมินาสูง อิฐซิลิคอน และอิฐออกไซด์บริสุทธิ์น้ำหนักเบาบางประเภท อีกประเภทหนึ่งคืออิฐทนไฟน้ำหนักเบาที่ไม่มีรูปทรง เช่น คอนกรีตทนไฟน้ำหนักเบา
วิธีการผลิตผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อนทนไฟนั้นแตกต่างจากวิธีการผลิตวัสดุหนาแน่นทั่วไป มีหลายวิธี โดยหลักๆ ได้แก่ วิธีการเผาไหม้ วิธีการขึ้นรูปโฟม วิธีทางเคมี และวิธีการใช้วัสดุพรุน
1) วิธีการเผาและเติมวัสดุ หรือเรียกอีกอย่างว่าวิธีการเติมเชื้อเพลิง โดยการเติมเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ได้ง่าย เช่น ถ่าน ขี้เลื่อย เป็นต้น ลงในดินสำหรับทำอิฐ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์มีรูพรุนหลังจากเผาแล้ว
2) วิธีการแช่ เติมสารทำให้เกิดฟอง เช่น สบู่เรซิน เป็นต้น ลงในดินเหนียวสำหรับทำอิฐ แล้วทำให้เกิดฟองด้วยวิธีการทางกล หลังจากเผาแล้วจะได้ผลิตภัณฑ์ที่มีรูพรุน
3) วิธีทางเคมี โดยใช้ปฏิกิริยาเคมีที่สามารถสร้างก๊าซได้อย่างเหมาะสม จะได้ผลิตภัณฑ์ที่มีรูพรุนในกระบวนการผลิตอิฐ ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้โดโลไมต์หรือเพริคลาเซผสมกับยิปซัม และกรดซัลฟิวริกเป็นสารทำให้เกิดฟอง
4) วิธีการใช้วัสดุพรุน ใช้ดินเบาธรรมชาติหรือคลินเกอร์โฟมดินเหนียวสังเคราะห์ อลูมินาหรือเซอร์โคเนียทรงกลมกลวง และวัตถุดิบพรุนอื่นๆ ในการผลิตอิฐทนไฟน้ำหนักเบา
การใช้ผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนต่ำและความจุความร้อนต่ำเป็นวัสดุโครงสร้างตัวเตาเผา สามารถช่วยประหยัดเชื้อเพลิง เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของอุปกรณ์ ลดน้ำหนักของตัวเตาเผา ลดความซับซ้อนของโครงสร้างเตาเผา ปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ และลดอุณหภูมิแวดล้อม ปรับปรุงสภาพการทำงาน ผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อนส่วนใหญ่ใช้เป็นชั้นฉนวนกันความร้อน ชั้นบุ หรือชั้นฉนวนของเตาเผา
1. อิฐทนไฟฉนวนอลูมินา
อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนอะลูมินาใช้คอรันดัมหลอม อะลูมินาเผา และอะลูมินาอุตสาหกรรมเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีความทนทานต่อบรรยากาศกรดและด่างสูง ทนต่อการรีดิวซ์ และทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี สามารถใช้งานได้เป็นเวลานานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1700℃ กระบวนการผลิตใช้สองวิธี ได้แก่ วิธีโฟมและวิธีเติมสารเผาไหม้ ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตด้วยวิธีโฟมมีลักษณะโครงสร้างสม่ำเสมอ ค่าการนำความร้อนต่ำ และประสิทธิภาพการเป็นฉนวนความร้อนที่ดี
อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนอะลูมินา มีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงรับแรงอัดสูง มีค่าการนำความร้อนต่ำ มีการหดตัวของปริมาตรน้อยหลังการเผาซ้ำ และทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี สามารถใช้เป็นชั้นฉนวนกันความร้อนของอุปกรณ์ความร้อนอุณหภูมิสูงหรือเตาเผาที่สัมผัสกับเปลวไฟโดยตรง และใช้เป็นวัสดุบุผิวภายในของอุปกรณ์ความร้อนที่มีความแม่นยำสูง แต่ไม่เหมาะสำหรับบริเวณที่เกิดการกัดกร่อนซึ่งสัมผัสกับของเหลวในเตาเผาและตะกรันหลอมเหลวโดยตรง นอกจากนี้ยังมีความเสถียรสูงเมื่อใช้ในบรรยากาศรีดิวซ์ อุณหภูมิใช้งานขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ โดยทั่วไปสูงถึง 1650~1800°C ดูตารางที่ 3-105 สำหรับดัชนีทางกายภาพและเคมีทั่วไปของผลิตภัณฑ์ดังกล่าว
2. อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีอะลูมิเนียมสูง
อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีอะลูมิเนียมสูงเป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีปริมาณอะลูมิเนียมไม่น้อยกว่า 48% โดยผลิตจากวัตถุดิบหลักคือแร่บอกไซต์ ผสมกับดินเหนียว และสารยึดเกาะ รวมถึงขี้เลื่อย เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ จึงมีการเติมอะลูมินาอุตสาหกรรม คอรันดัม ซิลลิมาไนต์ ไคยาไนต์ และซิลิกา ผงละเอียดสามารถนำมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาแน่นและอุณหภูมิใช้งานสูงสุดแตกต่างกันได้ โดยปกติอุณหภูมิใช้งานจะอยู่ที่ 1250-1350 องศาเซลเซียส และบางชนิดสามารถใช้งานได้ถึง 1550 องศาเซลเซียส
อิฐฉนวนกันความร้อนอะลูมิเนียมสูงส่วนใหญ่ผลิตโดยวิธีโฟม โดยมีความหนาแน่นเชิงปริมาตรระหว่าง 0.4~1.0 กรัม/ซม³ และยังสามารถผลิตได้โดยวิธีเติมสารเติมแต่งจากการเผาไหม้ ดัชนีทางกายภาพและเคมีของอิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนอะลูมิเนียมสูงแสดงในตารางที่ 3-106
อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีอะลูมิเนียมสูงสามารถใช้สร้างชั้นและชิ้นส่วนฉนวนกันความร้อนที่ไม่สึกกร่อนและถูกกัดกร่อนจากวัสดุหลอมเหลวที่มีอุณหภูมิสูงได้ เมื่อสัมผัสกับเปลวไฟโดยตรง อุณหภูมิพื้นผิวสัมผัสของอิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีอะลูมิเนียมสูงทั่วไปไม่ควรสูงกว่า 1350 องศาเซลเซียส อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนมัลไลต์สามารถสัมผัสกับเปลวไฟได้โดยตรง และมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง และมีประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงานอย่างมาก เหมาะสำหรับใช้เป็นวัสดุบุผนังเตาเผาแบบไพโรไลซิส เตาลมร้อน เตาเผาเซรามิกแบบลูกกลิ้ง เตาเผาเซรามิกแบบลิ้นชักไฟฟ้า และเตาเผาแบบต้านทานต่างๆ อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนคอรันดัม-มัลไลต์ที่มีปริมาณ Al2O3 82.4% สามารถใช้เป็นวัสดุบุผนังเตาเผาที่อุณหภูมิ 1550 องศาเซลเซียสได้
3. อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนที่ทำจากดินเหนียว
อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนชนิดดินเหนียวเป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีปริมาณ Al2O3 30%-48% ผลิตจากดินเหนียวทนไฟเป็นวัตถุดิบหลัก โดยใช้ดินเหนียวทนไฟ เม็ดลอย และก้อนดินเหนียวทนไฟเป็นวัตถุดิบ เติมสารยึดเกาะและขี้เลื่อย ผ่านกระบวนการผสม การขึ้นรูป การอบแห้ง และการเผา จนได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาแน่น 0.3~1.5 กรัม/ซม³ และปริมาณการผลิตคิดเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของอิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนทั้งหมด
กระบวนการผลิตอิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนจากดินเหนียวที่ใช้กันทั่วไปคือวิธีการเติมสารโดยการเผาไหม้ร่วมกับเม็ดลอย และยังสามารถใช้วิธีการผลิตแบบโฟมได้อีกด้วย ดูตารางที่ 3-107 สำหรับดัชนีทางกายภาพของอิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนจากดินเหนียว
อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนที่ทำจากดินเหนียวมีการใช้งานที่หลากหลาย ส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์ความร้อนและเตาเผาอุตสาหกรรม สามารถใช้กับชิ้นส่วนที่ไม่สึกกร่อนและไม่ถูกชะล้างด้วยวัสดุหลอมเหลวที่มีอุณหภูมิสูง พื้นผิวบางส่วนที่สัมผัสกับเปลวไฟโดยตรงจะถูกเคลือบด้วยชั้นวัสดุทนไฟ การเคลือบสามารถลดการกัดกร่อนจากตะกรันและฝุ่นก๊าซจากเตาเผา และลดความเสียหาย อุณหภูมิใช้งานของผลิตภัณฑ์ไม่เกินอุณหภูมิการทดสอบของท่อส่งกลับ อิฐฉนวนดินเหนียวเป็นวัสดุฉนวนน้ำหนักเบาที่มีรูพรุนหลายรู วัสดุนี้มีรูพรุน 30% ถึง 50% ฉนวนกันความร้อนไม่ดี แต่มีความแข็งแรงเชิงกลและทนต่อการกัดกร่อนดี
4. อิฐทนไฟฉนวนซิลิโคน
อิฐทนไฟซิลิกาเป็นวัสดุฉนวนความร้อนที่ผลิตจากซิลิกาเป็นวัตถุดิบหลัก โดยมีปริมาณ SiO2 น้อยกว่า 91% นอกจากคุณสมบัติในการเป็นฉนวนความร้อนแล้ว อิฐทนไฟซิลิกายังคงคุณลักษณะของอิฐซิลิกาไว้ได้เป็นอย่างดี อุณหภูมิเริ่มต้นที่ทำให้วัสดุอ่อนตัวนั้นสูง และปริมาตรจะขยายตัวเล็กน้อยในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงทนทานของเตาเผา
คุณสมบัติของอิฐทนไฟซิลิกาฉนวนกันความร้อนเกรด GGR-1.20 สำหรับเตาหลอมอุตสาหกรรมที่กำหนดในมาตรฐานอุตสาหกรรมโลหะวิทยาของจีน YB386-1994 คือ ความหนาแน่นรวมไม่เกิน 1.2 กรัม/ซม³ ความแข็งแรงรับแรงอัดที่อุณหภูมิห้องไม่น้อยกว่า 5 MPa และอุณหภูมิเริ่มต้นของการอ่อนตัวภายใต้ภาระต่ำกว่า 0.1 MPa ไม่น้อยกว่า 1520℃ และปริมาณ SiO2 ไม่น้อยกว่า 91%
ผลิตภัณฑ์นี้เหมาะสำหรับใช้บุผนังเตาเผาอุตสาหกรรมหรือเป็นฉนวนกันความร้อนที่ไม่สัมผัสกับวัสดุหลอมเหลวอุณหภูมิสูงโดยตรง และไม่สัมผัสกับก๊าซกัดกร่อนโดยตรง อุณหภูมิใช้งานของวัสดุก่อสร้างไม่ควรเกิน 1550°C
อิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนที่ทำจากซิลิกาเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์มากกว่าเนื่องจากมีฝุ่นซิลิกา และกระบวนการผลิตก็ซับซ้อนกว่าอิฐทนไฟฉนวนกันความร้อนที่ทำจากดินเหนียวและอะลูมิเนียมสูง อีกทั้งยังมีสัดส่วนน้อยเมื่อเทียบกับผลผลิตรวมของวัสดุทนไฟฉนวนกันความร้อนทั้งหมด
5. อิฐทนไฟฉนวนไดอะโทไมต์
อิฐฉนวนกันความร้อนไดอะโทไมต์เป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟสำหรับฉนวนกันความร้อนที่ทำจากไดอะโทไมต์เป็นวัตถุดิบหลัก อิฐฉนวนกันความร้อนไดอะโทไมต์มีรูพรุนละเอียดปิดสนิท มีความพรุนสูง มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดี แต่มีความแข็งแรงเชิงกลต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปียกชื้น ความแข็งแรงจะลดลงอย่างมาก องค์ประกอบทางเคมีหลักคือ SiO2 รองลงมาคือ Al2O3 รวมถึงเหล็กและโพแทสเซียมออกไซด์ โซเดียม แคลเซียม แมกนีเซียมออกไซด์ และสิ่งเจือปนอื่นๆ
ดัชนีทางกายภาพของอิฐฉนวนไดอะโทไมต์แสดงอยู่ในตารางที่ 3-108 ผลิตภัณฑ์อิฐฉนวนไดอะโทไมต์มีความทนทานต่อความร้อนต่ำ และจุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ 1280 ℃ เท่านั้น ดังนั้นอุณหภูมิใช้งานจึงไม่สูง สามารถใช้เป็นฉนวนได้เฉพาะที่อุณหภูมิต่ำกว่า 900°C เท่านั้น
6. ผลิตภัณฑ์เพอร์ไลต์ขยายตัว
ผลิตภัณฑ์เพอร์ไลต์ขยายตัวเป็นผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อนที่ทำจากเพอร์ไลต์เป็นส่วนประกอบหลัก ผลิตภัณฑ์ฉนวนที่ทำจากเพอร์ไลต์ขยายตัวเป็นส่วนผสมของซีเมนต์ โซเดียมซิลิเกต ฟอสเฟต ฯลฯ ที่เหมาะสม หลังจากผ่านกระบวนการผสม การขึ้นรูป การอบแห้ง การเผา หรือการบ่ม ความหนาแน่นของเพอร์ไลต์ขยายตัวค่อนข้างต่ำ โดยทั่วไปอยู่ที่ 40-120 กรัม/ซม³ เท่านั้น ความทนไฟไม่สูง โดยทั่วไปอยู่ที่ 1280-1360°C อุณหภูมิใช้งานสูงสุดของผลิตภัณฑ์ที่มีสารยึดเกาะต่างกันจะแตกต่างกัน โดยปกติจะต่ำกว่า 1000°C
ผลิตภัณฑ์เพอร์ไลต์ขยายตัวแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ 200, 250, 300 และ 350 กก./ลบ.ม. ตามความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ตามมาตรฐานแห่งชาติ และแบ่งตามชนิดของซีเมนต์ที่ใช้ ได้แก่ ผลิตภัณฑ์เพอร์ไลต์ขยายตัวที่ยึดด้วยซีเมนต์ ผลิตภัณฑ์เพอร์ไลต์ขยายตัวที่ยึดด้วยแก้วน้ำ ผลิตภัณฑ์เพอร์ไลต์ขยายตัวที่ยึดด้วยฟอสเฟต และผลิตภัณฑ์เพอร์ไลต์ขยายตัวที่ยึดด้วยแอสฟัลต์
7. ผลิตภัณฑ์เวอร์มิคูไลต์ขยายตัว
ผลิตภัณฑ์เวอร์มิคูไลต์ขยายตัวเป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อน โดยใช้เวอร์มิคูไลต์ขยายตัวเป็นวัตถุดิบหลัก การผลิตผลิตภัณฑ์เวอร์มิคูไลต์ขยายตัวนั้นใช้เวอร์มิคูไลต์ขยายตัวขนาดที่กำหนดเป็นมวลรวม เติมสารผสมและสารยึดเกาะ ผสมกับน้ำในสัดส่วนที่กำหนด แล้วขึ้นรูป อบแห้ง เผา หรือบ่ม เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อน ผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาแน่น สารผสม และสารยึดเกาะต่างกันจะมีอุณหภูมิใช้งานสูงสุดต่างกัน โดยทั่วไปจะใช้กับชั้นฉนวนกันความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1000°C ผลิตภัณฑ์เวอร์มิคูไลต์ขยายตัวมีหลายประเภท ซึ่งโดยทั่วไปจะแบ่งตามประเภทของสารยึดเกาะและประเภทของมวลรวมที่ใช้ ตามสารยึดเกาะ สามารถแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์สารยึดเกาะอินทรีย์ ผลิตภัณฑ์สารยึดเกาะอนินทรีย์ และผลิตภัณฑ์สารยึดเกาะผสมอินทรีย์และอนินทรีย์ ตามประเภทของมวลรวมที่ใช้ สามารถแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์มวลรวมเดี่ยว ผลิตภัณฑ์มวลรวมหลายชนิด และผลิตภัณฑ์สารผสม
เวอร์มิคูไลต์ขยายตัวมีค่าการนำความร้อนต่ำ ความแข็งแรงต่ำ และไม่กันน้ำ ดังนั้นการใช้งานจึงถูกจำกัดอย่างมาก เมื่อใช้สารประสานที่มีความแข็งแรงสูงในการเชื่อมเวอร์มิคูไลต์ขยายตัวเข้าด้วยกันเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีความแข็งแรงมากกว่าเวอร์มิคูไลต์ขยายตัวและสามารถรับน้ำหนักได้มากขึ้น เมื่อใช้สารประสานกันน้ำในการเชื่อมเวอร์มิคูไลต์ขยายตัวเข้าด้วยกัน ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีคุณสมบัติกันน้ำและสามารถใช้ในบริเวณที่มีน้ำได้ ค่าการนำความร้อนของสารประสานมักจะสูงกว่าเวอร์มิคูไลต์ขยายตัว ดังนั้นการเติมสารประสานทำให้เวอร์มิคูไลต์ขยายตัวมีประโยชน์ใช้สอยใหม่ๆ แต่ก็ลดประสิทธิภาพการเป็นฉนวนความร้อนของเวอร์มิคูไลต์ขยายตัวลงด้วย
8. แผ่นแคลเซียมซิลิคอน
แผ่นแคลเซียมซิลิเกตทำจากดินเบาและปูนขาวเป็นวัตถุดิบหลัก และผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนที่ทำโดยการเติมเส้นใยเสริมแรงก็เรียกว่าแผ่นแคลเซียมซิลิเกตและแผ่นแคลเซียมซิลิเกตแบบมีรูพรุนเช่นกัน แผ่นแคลเซียมซิลิเกตแบ่งออกเป็นสองประเภทตามองค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ แผ่นแคลเซียมซิลิเกตธรรมดา ซึ่งมีอัตราส่วนทางเคมีของ CaO/SiO2 ประมาณ 0.8 และองค์ประกอบแร่คือโทเบอร์โมไรต์ (โทเบอร์โมไรต์, 5CaO·6SiO2·5H2O) และแคลเซียมซิลิเกตแข็ง ซึ่งมีอัตราส่วนทางเคมีของ CaO/SiO2 ประมาณ 1.0 และองค์ประกอบแร่คือแคลเซียมซิลิเกตแข็ง
แคลเซียมซิลิเกตมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ความจุต่ำ การแยกตัวที่แข็งแรง การนำความร้อนต่ำ การก่อสร้างที่สะดวก และอัตราการสูญเสียต่ำ ความหนาแน่นของแผ่นแคลเซียมซิลิเกตส่วนใหญ่กำหนดไว้ทั่วโลกไม่เกิน 220 กก./ลบ.ม. และบางแห่งแบ่งย่อยออกเป็น 3 ประเภท คือ ไม่เกิน 220 กก./ลบ.ม. ไม่เกิน 170 กก./ลบ.ม. และไม่เกิน 130 กก./ลบ.ม. ส่วนในประเทศจีนจะแบ่งเป็น 3 ประเภท คือ ไม่เกิน 240 กก./ลบ.ม. ไม่เกิน 220 กก./ลบ.ม. ไม่เกิน 170 กก./ลบ.ม. ความแข็งแรงในการรับแรงอัดสูงกว่า 0.4 MPa ความแข็งแรงในการรับแรงดัดสูงกว่า 0.2 MPa การนำความร้อน (70℃±5℃) อยู่ที่ 0.049～0.064 W/(m·K) อุณหภูมิใช้งานสูงสุดคือ 650℃ สำหรับมัลไลต์ และ 1000℃ สำหรับแคลเซียมซิลิเกต
แผ่นแคลเซียมซิลิเกตสามารถเลื่อยหรือตอกตะปูได้ และสามารถทำเป็นแผ่น บล็อก หรือปลอกได้ สามารถใช้เป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนสำหรับท่อส่งความร้อนและเตาเผาในอุตสาหกรรมไฟฟ้า อุตสาหกรรมเคมี โลหะวิทยา การต่อเรือ ฯลฯ ใช้เป็นฉนวนกันไฟและความร้อนสำหรับอาคาร เครื่องมือ และอุปกรณ์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นชั้นฉนวนกันความร้อนของเตาอบแห้งอุณหภูมิสูงและแท่นวางรถเตาเผาแบบอุโมงค์ได้ แผ่นแคลเซียมซิลิเกตสามารถปิดทับด้วยแผ่นไม้อัด แผ่นใยไม้อัด แผ่นใยหินซีเมนต์ ฯลฯ ได้ทั้งสองด้าน สามารถใช้เป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนได้ วัสดุทางวิศวกรรมฉนวนกันความร้อนส่วนใหญ่ในโลกใช้แผ่นแคลเซียมซิลิเกต และบางประเทศใช้แผ่นแคลเซียมซิลิเกตเป็นฉนวนกันความร้อนในอุตสาหกรรมคิดเป็น 70% ถึง 80%
9. อิฐอนุภาคลอยตัว (อิฐซีโนสเฟียร์)
อิฐเซโนสเฟียร์เป็นผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อนที่ผลิตจากเซโนสเฟียร์เป็นวัตถุดิบหลัก ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ประเทศของฉันเริ่มใช้เซโนสเฟียร์เถ้าลอยในการผลิตอิฐฉนวนกันความร้อนที่ทำจากดินเหนียว เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ไม่ซับซ้อนและทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์ คุณภาพของผลิตภัณฑ์จึงดี ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ได้มีการใช้กรรมวิธีคลินเกอร์ที่มีรูพรุนหรือการเติมเซโนสเฟียร์เถ้าลอยแบบเผาไหม้เพื่อผลิตอิฐเซโนสเฟียร์
อิฐเซโนสเฟียร์เป็นทรงกลมกลวงที่ทำจากแก้วซิลิเกตอะลูมิเนียมซึ่งลอยตัวมาจากเถ้าลอยของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น น้ำหนักเบา ผนังบาง กลวง ผิวเรียบ ค่าการนำความร้อนต่ำ ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ดี ความทนไฟสูง และความแข็งแรงรับแรงอัดสูง ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ อิฐเซโนสเฟียร์จึงสามารถนำมาผลิตเป็นวัสดุทนไฟที่เป็นฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยม การผลิตอิฐเซโนสเฟียร์สามารถทำได้โดยวิธีแบบกึ่งแห้ง ซึ่งมีกระบวนการที่ไม่ซับซ้อนและไม่จำเป็นต้องมีการตกแต่งขั้นสุดท้าย
อิฐเซโนสเฟียร์มีคุณสมบัติเหนือกว่าวัสดุฉนวนกันความร้อนแบบบล็อกกลางที่มีอยู่เดิมในแง่ของความแข็งแรงเชิงกล ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง การนำความร้อน และประสิทธิภาพการใช้งาน และเทียบได้กับเส้นใยซิลิเกต วัสดุนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเตาเผาอุตสาหกรรมอุณหภูมิสูงต่างๆ ที่อุณหภูมิ 1200°C เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางความร้อนและลดการใช้พลังงาน อิฐเซโนสเฟียร์ใช้ในเตาเผาอุตสาหกรรมและอุปกรณ์อุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา เครื่องจักร เคมี ปิโตรเลียม วัสดุก่อสร้าง อุตสาหกรรมเบา พลังงานไฟฟ้า และภาคส่วนอื่นๆ โดยทั่วไปแล้วสามารถประหยัดพลังงานได้ 15% ถึง 40% นับเป็นวัสดุกั้นห้องน้ำหนักเบาชนิดใหม่ที่ดี
10. อิฐทรงกลมกลวง
อิฐทรงกลมกลวงอะลูมินา
อิฐทรงกลมกลวงอลูมินาเป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีอลูมินาทรงกลมกลวงเป็นวัตถุดิบหลัก ตัวชี้วัดทางเทคนิคทั่วไปของอิฐทรงกลมกลวงอลูมินา ได้แก่ ปริมาณ Al2O3 ไม่น้อยกว่า 98%, ปริมาณ SiO2 ไม่เกิน 0.5%, ปริมาณ Fe2O3 ไม่เกิน 0.2%, ความหนาแน่น 1.3~1.4 กรัม/ซม³, ความพรุนที่มองเห็นได้ 60%~80%, ความแข็งแรงรับแรงอัดไม่น้อยกว่า 9.8 MPa, อุณหภูมิอ่อนตัวของแรงกด (0.2 MPa) ไม่น้อยกว่า 1700℃ และค่าการนำความร้อน 0.7~0.8 วัตต์/(เมตร·เคลวิน)
เมื่อเปรียบเทียบกับฉนวนกันความร้อนและวัสดุทนไฟทั่วไป อิฐทรงกลมกลวงอลูมินามีลักษณะเด่นคือมีรูพรุนปิดจำนวนมากในเนื้อวัสดุ ดังนั้นจึงมีความแข็งแรงสูง โครงสร้างรูพรุนคงที่ ความหนาแน่นต่ำ และค่าการนำความร้อนต่ำ โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับบุผนังเตาเผาอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1800℃ เช่น อิฐบุผนังเตาเผาอุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมวัสดุทนไฟ อิเล็กทรอนิกส์ และเซรามิกส์ รวมถึงชั้นฉนวนกันความร้อนสำหรับอุปกรณ์ความร้อนอุณหภูมิสูง เช่น เตาหลอมแก๊สในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เตาแก๊ส เครื่องปฏิกรณ์ถ่านหิน และอิฐฉนวนสำหรับเตาเหนี่ยวนำในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา
อิฐทรงกลมกลวงเซอร์โคเนีย
อิฐทรงกลมกลวงเซอร์โคเนียเป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนที่ทำจากทรงกลมกลวงเซอร์โคเนียเป็นวัตถุดิบหลัก เฟสผลึกหลักของอิฐนี้คือเซอร์โคเนียลูกบาศก์ (ประมาณ 70% ถึง 80% ขององค์ประกอบแร่) และคุณสมบัติทั่วไปคือ: ความทนไฟมากกว่า 2400℃ ความพรุนที่มองเห็นได้ 55%~60% ความหนาแน่นปริมาตร 2.5~3.0 กรัม/ซม³ ความแข็งแรงรับแรงอัดไม่น้อยกว่า 4.9 MPa และค่าการนำความร้อน 0.23~0.35 วัตต์/(เมตร·เคลวิน)
อิฐทรงกลมกลวงเซอร์โคเนียเป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟฉนวนกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยม อุณหภูมิใช้งานที่ปลอดภัยสูงสุดคือ 2200℃ อิฐทรงกลมกลวงเซอร์โคเนียมีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูงและโครงสร้างรูพรุนที่เสถียร จึงสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยที่อุณหภูมิสูงถึง 2200℃ อิฐทรงกลมกลวงเซอร์โคเนียมีความหนาแน่นต่ำและค่าการนำความร้อนต่ำ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดการสูญเสียความร้อน แต่ยังช่วยลดการสะสมความร้อนอีกด้วย ดังนั้น ในฐานะวัสดุบุผนังอุณหภูมิสูงที่สัมผัสกับเปลวไฟโดยตรงในอุปกรณ์ความร้อน เช่น โลหะวิทยา ปิโตรเลียม อุตสาหกรรมเคมี อิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ จึงสามารถลดการใช้พลังงานและลดน้ำหนักของเตาเผาอุณหภูมิสูงได้ และมีผลการใช้งานที่ดี
วันที่โพสต์: 26 พฤศจิกายน 2021