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        中能技術

        隔熱耐火材料的分類

        文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2021/5/11     瀏覽次數:    

        隔熱材料(亦稱絕熱材料)是指對熱流具有顯著阻抗性的材料或材料復合體隔熱耐火材料的氣孔率一般都在 45%以上,體積密度低(不高于 1.5g/cm3)、 熱導率低(≤1.0 w·m-1k-1)的材料。隔熱材料種類繁多,一般可按材質、使用溫度、形態和結構來分類。

        (1)按其內部的組織構造可以分為三類:

        一是多孔質顆粒類,較為常見的有膨脹蛭石和膨脹珍珠巖等;二是多孔纖維質:常見的有超細玻璃棉、石棉和礦巖棉等。這類材料的耐熱性能好且熱導系數低,通常是由無機纖維制成的單一或幾種復合而成的纖維布或氈,具有熱導率低、耐溫性能好的特點。但玻璃棉和礦棉試樣在應用時易吸水,并且在空氣中產生纖維塵埃,對人體健康有害,嚴重阻礙了它們的推廣和應用。在上世紀80年代,纖維質隔熱材料在市場上占有份額較大,由于其優異的隔熱和防火性能,主要應用于建筑物的墻體保溫。由于無機纖維有許多突出的優點,如質輕,低熱導和高熱容,近年來,在各類先進武器的熱防護工程中被廣泛應用。目前能批量生產的無機纖維有硅酸鋁纖維、玻璃纖維、石英纖維、氧化鋯纖維,碳纖維和碳化硅纖維等。三是發泡類:包括無機類,有機類和有機-無機混合類三種類型。常見的無機類有泡沫玻璃和水泥等。在上世紀80年代,由于硅酸鈣試樣具有體積密度小,熱導率低,耐火度高和力學性能優良等優點,在硬質塊狀材料中是公認的綜合性能最好的隔熱材料。但到了20世紀90年代,由于其試樣中含有石棉,逐漸被紙漿纖維替代。但紙漿纖維不耐高溫,使其高溫應用受到顯著影響。有機類有酚醛泡沫、聚乙烯泡沫和聚氨脂泡沫等;這類泡沫型隔熱材料體積密度低,低熱導率和耐水,在保溫領域中得到廣泛應用。

        (2) 按使用溫度分為低溫隔熱材料和高溫隔熱材料。

        低溫隔熱材料的使用溫度范圍為600~900℃;中溫隔熱材料的使用溫度范圍為 900~1200℃ 為;高溫隔熱材料的使用溫度一般高于 1200℃。

        (3) 按體積密度可分為超輕質和輕質磚。

        體積密度在 0.4~1.3g/cm3 的輕質磚;超輕質磚的體積密度低于 0.4g/cm3。

        (4) 按制品形狀分類。

        一種是定型的輕質耐火磚,包括粘土磚、硅質、高鋁質以及某些純氧化物輕質磚等;另一種是不定形輕質耐火材料,如輕質耐火混凝土等。

        (5)按原料可分為氧化鋁質、高鋁質、硅質和鎂質等隔熱耐火材料。不同材質的隔熱耐火材料有不同的使用溫度及相關性能特點。

        (6)按材質可分為有機隔熱材料、無機隔熱材料和金屬隔熱材料三類。

        工業窯爐中爐體表面散熱損失和砌體蓄熱損失,一般為燃料消耗的 24~45%左右。當爐體的結構材料采用熱容低、熱導系數小的輕質磚時,可大大減小燃料消耗;同時,由于窯爐可以快速升溫和冷卻,能提高設備生產效率;還能減輕爐體重量,簡化爐體構造,提高產品質量,降低環境溫度,改善勞動條件。

        輕質耐火材料組織結構疏松,材料內氣孔率較大,有抗渣性能較差的缺點,熔渣能很快的侵入到磚體氣孔內,使之碎裂,不能在直接接觸液態金屬和熔渣的部位使用;同時由于其耐磨性能差,力學強度低,熱穩定性不好,不能用作承重結構,也不宜用于與爐料接觸、易于磨損的部。

        由于輕質耐火材料存在上述缺點,因此在工業窯爐中輕質耐火材料一般不用于同爐料接觸的爐膛部位、有爐渣以及流速大的熱氣流中和機械振動大的部位。輕質耐火材料多被用做窯爐的隔熱層或保溫層。目前常用的輕質耐火材料制品主要有氧化鋯空心球、氧化鋁空心球、輕質莫來石磚、輕質高鋁磚、輕質粘土磚和耐火纖維等目前常用的目前常用的輕質隔熱材料。 

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