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轻质隔热耐火材料的5个主要特点

作者:河南耐火材料厂日期:2018-09-11阅读
  轻质耐火材料,作为高温窑炉及高温设备的内衬、绝热层等部位的主要材料,与致密耐火材料相比,其拥有体积密度小、导热系数及耐压强度低、显气孔率高等特点,可有效地阻止热流通过围护结构向外传递,降低窑炉等高温设备的热损耗。
  (1)体积密度小:体积密度指干燥制品质量与该制品总体积之比,轻质耐火材料的体积密度很小,体积密度一般在0.6?1.2g/cm3之间;而半轻质材料体积密度一般在1.2?1.8g/cm3之间。作为衡量轻质材料的主要因素之一,在轻质耐火材料生产中,一般在满足窑炉或高温设备的使用强度外尽量降低材料的体积密度。
  (2)导热系数低:导热系数作为衡量耐火材料隔热效果的主要因素之一,在保证材料使用强度的条件下,尽可能低的导热系数利于窑炉或高温设备热流的保持,减小热损失。轻质耐火材料是因其有大量气孔存在,气孔中气体又拥有很好的隔热效果而使得制热效果明显,导热系数低;制品内部气孔是否细小、均匀直接决定着材料导热效果及使用强度,通常气孔孔径越小制品的导热效果越好。轻质耐火材料的导热系数比较小,大多小于1.0W/(k·m)(600℃×3h),而半轻质耐火材料的导热系数一般小于1.26W/(k·m)(600℃×3h)。
  (3)耐压强度低:轻质耐火材料由于其较大的显气孔率,较低的体积密度,内部结构晶体之间没有形成有效致密的连接。因此相对于致密耐火材料,其耐压强度偏低,耐磨性和抗侵蚀效果较差。在日常使用过程中,一般不作为工作层而放在工作层后作为隔热层使用,故一般在保证使用强度(用于承重)的基础上,会尽量降低体积密度和热导率。
  (4)显气孔率高:表观轻质隔热耐火材料最直观的指标是气孔。对轻质隔热耐火材料而言,气孔主要是来自于外加造孔剂,通过其发泡、烧失或反应而形成。一般可分为三种类型(图1):(1)开口气孔;(2)闭口气孔;(3)贯通气孔。其中贯通气孔对材料最为有害,闭口气孔隔热效果较佳。
  对轻质隔热耐火材料而言,显气孔率是指轻质隔热耐火材料中的所有气孔的体积与其总体积之间的比值(公式1),一般来讲,轻质隔热耐火材料的显气孔率大于45%,而在制备体积密度0.5g/cm3左右的轻质材料时,其显气孔率甚至高达80%。
  (5)-般作为工业窑炉的内衬或隔热层使用:轻质耐火材料由于导热系数低,可以降低窑炉等设备砖砌体的热损耗,节省能源,可有效提高生产效率。但由于制品的显气孔率大,组织结构疏松,强度低,抵抗各类侵蚀能力和耐磨性都较差,只能用于窑炉等高温热工设备的内衬、隔热层等部位。而一般不宜用于工作衬和承重较大的部位。
  综上所述的轻质耐火材料的特点可以看出,在全球范围内的能源日趋紧缺,企业的生产成本越来越高的大环境下,轻质耐火材料在对于窑炉热工行业节能降耗方面的作用就显得格外突出,也促使其向着高强度、低导热、高热稳定性的目标发展。
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