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常見保溫隔熱耐火材料的性能與用途

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常見保溫隔熱耐火材料的性能與用途

發布日期:2020-03-04 作者:耐火磚生產廠家 點擊:

常見保溫隔熱耐火材料的性能與用途

不同材質的保溫隔熱耐火材料有不同的使用溫度及性能特點,并最終決定其用途。

    氧化鋁空心球磚具有良好的保溫性能的同時,還具有使用溫度高、荷重軟化點高、耐壓強度高等特點,不僅可以做隔熱層,而且可以與火焰直接接觸。氧化鋯空心球磚雖比氧化鋁空心球磚具有更好的隔熱性能和更高的使用溫度,但是氧化鋯空心球制品價格高昂、原料儲量有限,一般只用于一些特殊要求的窯爐;而氧化鋁空心球制品則由于氧化鋁原料豐富,性價比高,是當前比較受歡迎的高溫、高強輕質隔熱材料。氧化鋁隔熱磚使用溫度雖然比空心球制品低,但其體積密度比空心球制品低很多,因此熱導率更小,保溫隔熱性能也更好。氧化鋁隔熱磚廣泛應用于冶金、陶瓷等燒結窯爐的保溫,不能承受荷重,要避免直接暴露在具有強烈沖刷、磨損和侵蝕的環境中。根據氧化鋁的含量的差異,鋁硅系的輕質隔熱材料主要分為高鋁隔熱磚、莫來石隔熱磚、黏土質隔熱磚和硅質隔熱磚,由于這類制品具有較好的隔熱性能,使用溫度又可在較大范圍內調整,適用各種工業窯爐在一般使用條件(不含金屬溶液或熔渣接觸,無劇烈熱震蕩,無化學反應,不受侵蝕,不受劇烈的機械沖撞、磨損等)下的保溫隔熱,可直接接觸火焰,更多的作為中間保溫隔熱層使用。

    絕熱板是一種不燒制品,由耐火纖維料、耐火原材料、結合劑及外加劑組成的,是保溫隔熱耐火材料的一個重要品種。絕熱板按材質分為硅質、鎂質、鎂橄欖石質、硅酸鋁質和漂珠等;這種材料的特點是熱導率低、密度小和耐蝕性好,主要應用在鑄錠帽口和連鑄中間包等部位,因此分別稱為中間包絕熱板和鑄模絕熱板。中間包絕熱板分為壁板、底板和沖擊板等,性能因使用部位不同而有差異。

    耐火纖維作為一種高效的保溫隔熱耐火材料,既具有一般纖維柔軟、高強的特性,可加工成各種制品,如氈、線繩、帶、毯等,又具有普通纖維所沒有的性能,如部分抗氧化性能、耐腐蝕、耐高溫等,彌補了一般耐火材料太脆的缺點。并且耐火纖維體積密度小,通常為0.1~0.2g/cm3,是普通粘土磚的1/20~1/10,輕質粘土磚的1/10~1/5。因此,采用耐火纖維替代耐火磚,可減輕爐體重量,減薄爐墻厚度。此外,耐火纖維比熱低,僅為普通耐火磚的1/72,輕質粘土磚的1/42。因此常用作間歇式窯爐爐襯,可顯著降低蓄熱損,節省燃料,提高升溫速度。耐火纖維制品日益廣泛地應用在工業窯爐上,取得了明顯的節能效果。對于連續型操作爐窯,使用耐火纖維制品可節能3%~10%,對于間歇式操作熱工設備,使用纖維耐火材料節能更明顯,節能可達10%~30%,甚至更高。耐火纖維制品的砌筑方式對其保溫隔熱效果具有較大影響。采用疊砌式爐襯時,纖維方向與
熱流方向垂直,輻射熱量增加,在相同條件下比層鋪式爐襯熱導率增大20%~30%;用作層鋪式爐襯時,纖維方向與熱流方向一致,熱導率主要取決于制品的導熱能力。

    工業爐上應用耐火纖維的形式有纖維鑲貼爐襯結構和全纖維爐襯兩種。耐火纖維鑲貼爐襯有三種使用形式,一、內部絕熱:將纖維粘貼或鑲貼在爐墻的熱面,無論是間歇式或連續操作的爐窯,耐火纖維制品鑲貼于爐襯的熱面,都有較好的保溫隔熱效果。既能降低爐墻的散熱損失,又使蓄熱損失顯著減少。因此,耐火纖維制品凡能滿足爐窯生產工藝條件要求的,盡可能采用此種絕熱結構。二、外絕熱:將纖維粘貼或錨固于爐墻的冷面,這種結構只需應用低溫纖維制品或者輕質磚。三、中間絕熱:將纖維置于爐墻中間。由于中間絕熱弊病較多,很少采用。鑲貼耐火纖維一般為氈制品,厚度20~50cm。全纖維爐襯的使用,可到幅度降低能耗,改善爐子的熱工操作,節省鋼材,減輕減輕爐體重量,延長爐子壽命,改善作業環境和確保生產安全。但是一次性費用較高。全纖維爐襯有層鋪法和疊砌法兩種傳統結構形式,在目前的應用中,通常綜合這兩種結構形式的特點,采用層鋪式和疊砌式相組合的組合爐襯,并使用錨固夾板夾緊,交錯排列,穿條鉚固。這種全纖維爐襯既保持了層鋪式的嚴密性,有利用了疊砌式耐蝕性強的特點,使用后取得了很好的節能效果,延長了爐子壽命,強化生產。

    保溫隔熱耐火材料只有在不超過它的最高允許使用溫度條件下才可發揮保溫隔熱作用。因此,要根據爐窯的節能目的與要求、結構特點和工作條件、使用壽命的要求,合理選用保溫隔熱耐火材料。例如銅反射爐,非工作層可以采用強度較高的輕質耐火粘土磚或耐火纖維構筑,而內襯因受熔渣的侵蝕和劇烈的火焰沖刷,只能用重質耐火磚砌筑,而不能用輕質多孔的保溫隔熱材料。保溫隔熱耐火材料層應用在爐墻的外表面或是熱面,其保溫隔熱效果也不一樣。一般連續操作的爐窯,采用外絕熱方式較合理,即在工作襯用致密的耐火磚砌筑,而在非工作層采用輕質磚,可顯著降低散熱損失,節能率達10%以上,有保證了爐墻的強度和穩固性。間歇式操作的窯爐,如果采用外隔熱方式,雖然熱損失減少了,但蓄熱損失的增加有時會超過散熱損失,因此多采用內隔熱以減少蓄熱損失。有的非熔煉爐的爐墻甚至全部采用輕質磚砌筑,節能效果顯著。


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