隔熱耐火材料(如隔熱磚)的傳熱可分為固相傳熱和氣體傳熱兩部分。在低溫下,主要是固相傳熱;在高溫下,氣相傳熱非常重要。為了降低固相的熱傳導(dǎo),須選擇導(dǎo)熱系數(shù)低的固體,減小固體顆粒之間的接觸面積。例如,晶體結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,聲子散射越多,導(dǎo)熱系數(shù)越低。由于晶界雜質(zhì)和畸變的影響,多晶的導(dǎo)熱系數(shù)低于單晶。另一個例子是氣孔可以散射聲子。耐火磚廠表示:一般來說,孔隙率的增加會降低導(dǎo)熱系數(shù)。此外,采用球形顆粒,使熱量只能通過顆粒間的小接觸面積傳遞,也可以大大降低固體的傳熱。
因此,輕質(zhì)保溫澆注料告訴你提高保溫磚保溫性能的途徑如下:
① 孔隙率增加;
② 孔徑減?。?/p>
③ 增加各級組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性;
④ 減少固相接觸;
⑤ 遮光材料的加入阻礙了輻射傳熱。
輕質(zhì)保溫磚的制作方法有三種:一是加入輕質(zhì)骨料,耐火磚廠說:輕骨料用基體包裹,然后與水泥、化學(xué)粘結(jié)或燒結(jié)結(jié)合生產(chǎn)陶瓷材料。二是加入可燃物,將可燃物高溫燃燒,在原地留下孔洞,形成多孔材料;三是制備泡沫泥漿。采用水泥固化燒結(jié)法制備多孔材料。
下面,我們將詳細(xì)介紹這些工藝制作保溫耐火材料的實例,讓讀者從性能方面掌握保溫耐火材料的使用和施工工藝。
1、 用氧化鋁空心球制作保溫磚
以氧化鋁空心球、熔融剛玉粉、α-Al2O3微粉、SiO2微粉、硅線石、粘土粉為原料,制備了具有防剝落性能的氧化鋁空心球磚。原料組成見下表。
保溫磚等保溫耐火材料的性能特點(diǎn)及生產(chǎn)工藝
由上表可以看出,氧化鋁空心球為輕骨料,可保證耐高溫、降低密度;剛玉粉為惰性填料;硅線石為膨脹劑,可減少燒結(jié)收縮,提高抗熱震性;氧化鋁粉、硅粉、粘土粉為粘結(jié)劑,可降低燒結(jié)溫度,形成莫來石粘結(jié)相,提高高電阻隔熱磚的抗熱震性。
攪拌成型自然干燥24h后,110℃干燥24h,1600℃燒制4H,制成保溫磚。當(dāng)硅線石含量為12%時,保溫磚的性能為:容重1.48g/cm3,抗壓強(qiáng)度26mpa,荷載軟化溫度1710℃,再熱線變化1600℃*2H+0.3%,抗熱震性(1100℃—水冷)17倍。該磚具有重量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、抗熱震等特點(diǎn)。
2、 用輕骨料和可燃材料制作保溫磚
以聚苯乙烯泡沫塑料球、膨脹珍珠巖粉、莫來石纖維、粘土、硅溶膠為主要原料,擠出輕質(zhì)保溫磚。原料組成見下表。
保溫磚等保溫耐火材料的性能特點(diǎn)及生產(chǎn)工藝
從上表可以看出,膨脹珍珠巖是一種輕質(zhì)原料,可以進(jìn)一步降低體積密度,提高隔熱性能;莫來石纖維可以增強(qiáng)材料,防止干燥和燒結(jié)過程中的收縮和開裂;粘土是粘合劑,起到基體的作用。
其配比為:粘土15%~30%,莫來石纖維3%~10%,膨脹珍珠巖15%~28%,聚苯乙烯廢泡沫塑料球1.5%~3.5%,硅溶膠15%~25%。其生產(chǎn)工藝為:將泡沫、膨脹珍珠巖粉和聚苯乙烯廢泡沫塑料球混合均勻。同時,將莫來石纖維以相應(yīng)的攪拌速度均勻地分散在粘結(jié)劑中,漿液與水混合。然后,將粉末和漿液混合并攪拌,直到混合物分散成均勻的粘度