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常用的隔热耐火材料分都有哪几种?

2022-07-23 11:25:21

隔热材料(亦称绝热材料)是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体隔热耐火材料的气孔率一般都在 45%以上,体积密度低(不高于 1.5g/cm3)、 热导率低(≤1.0 w·m-1k-1)的材料。隔热材料种类繁多,一般可按材质、使用温度、形态和结构来分类。


(1)按其内部的组织构造可以分为三类:


一是多孔质颗粒类,较为常见的有膨胀蛭石和膨胀珍珠岩等;


二是多孔纤维质:常见的有超细玻璃棉、石棉和矿岩棉等。这类材料的耐热性能好且热导系数低,通常是由无机纤维制成的单一或几种复合而成的纤维布或毡,具有热导率低、耐温性能好的特点。但玻璃棉和矿棉试样在应用时易吸水,并且在空气中产生纤维尘埃,对人体健康有害,严重阻碍了它们的推广和应用。在上世纪80年代,纤维质隔热材料在市场上占有份额较大,由于其优异的隔热和防火性能,主要应用于建筑物的墙体保温。由于无机纤维有许多突出的优点,如质轻,低热导和高热容,近年来,在各类先进武器的热防护工程中被广泛应用。目前能批量生产的无机纤维有硅酸铝纤维、玻璃纤维、石英纤维、氧化锆纤维,碳纤维和碳化硅纤维等。


三是发泡类:包括无机类,有机类和有机-无机混合类三种类型。常见的无机类有泡沫玻璃和水泥等。在上世纪80年代,由于硅酸钙试样具有体积密度小,热导率低,耐火度高和力学性能优良等优点,在硬质块状材料中是公认的综合性能Z好的隔热材料。但到了20世纪90年代,由于其试样中含有石棉,逐渐被纸浆纤维替代。但纸浆纤维不耐高温,使其高温应用受到显著影响。有机类有酚醛泡沫、聚乙烯泡沫和聚氨脂泡沫等;这类泡沫型隔热材料体积密度低,低热导率和耐水,在保温领域中得到广泛应用。


(2) 按使用温度分为低温隔热材料和高温隔热材料


低温隔热材料的使用温度范围为600~900℃;中温隔热材料的使用温度范围为 900~1200℃ 为;高温隔热材料的使用温度一般高于 1200℃。


(3) 按体积密度可分为超轻质和轻质砖。


体积密度在 0.4~1.3g/cm3 的轻质砖;超轻质砖的体积密度低于 0.4g/cm3。


(4) 按制品形状分类。


一种是定型的轻质耐火砖,包括黏土砖、硅质、高铝质以及某些纯氧化物轻质砖等;另一种是不定形轻质耐火材料,如轻质耐火混凝土等。



高铝隔热砖


(5)按原料可分为氧化铝质、高铝质、硅质和镁质等隔热耐火材料。不同材质的隔热耐火材料有不同的使用温度及相关性能特点。



氧化铝空心球隔热砖


(6)按材质可分为有机隔热材料、无机隔热材料和金属隔热材料三类。


工业窑炉中炉体表面散热损失和砌体蓄热损失,一般为燃料消耗的 24~45%左右。当炉体的结构材料采用热熔低、热导系数小的轻质砖时,可大大减小燃料消耗;同时,由于窑炉可以快速升温和冷却,能提高设备生产效率;还能减轻炉体重量,简化炉体构造,提高产品质量,降低环境温度,改善劳动条件。


轻质耐火材料组织结构疏松,材料内气孔率较大,有抗渣性能较差的缺点,熔渣能很快的侵入到砖体气孔内,使之碎裂,不能在直接接触液态金属和熔渣的部位使用;同时由于其耐磨性能差,力学强度低,热稳定性不好,不能用作承重结构,也不宜用于与炉料接触、易于磨损的部。


由于轻质耐火材料存在上述缺点,因此在工业窑炉中轻质耐火材料一般不用于同炉料接触的炉膛部位、有炉渣以及流速大的热气流中和机械振动大的部位。轻质耐火材料多被用做窑炉的隔热层或保温层。目前常用的轻质耐火材料制品主要有氧化锆空心球、氧化铝空心球、轻质莫来石砖、轻质高铝砖、轻质黏土砖和耐火纤维等目前常用的目前常用的轻质隔热材料。


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