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保溫隔熱磚等隔熱耐火材料的性能特點及生產工藝

  • 來源:鑫富華耐火材料廠
  • 發布日期:2017-08-18

保溫隔熱磚等隔熱耐火材料中的熱傳遞分通過固相進行的傳遞和通過氣體進行的傳遞兩部分。低溫下,主要是固相傳熱;高溫下,氣相傳熱則很重要。

為了降低固相的熱傳導,需要選擇熱導率低的固相,還需要減小固體粒子之間的接觸面積。例如,晶體結構越復雜,散射的聲子越多,熱導率越低。多晶體的結構完整性和規則性都比較差,加之晶界雜質和畸變的影響,熱導率比單晶體低。再如,氣孔能散射聲子。耐火磚介紹說:一般情況下,氣孔率增大,可降低熱導率。還有,采用球形微粒子,使熱量只能通過粒子之間微小的接觸面積傳遞,也可以大大降低固體的熱傳導。

 

所以,提高保溫隔熱磚隔熱能力的途徑在于:

①增大氣孔率;

②降低氣孔尺寸;

③增大各級組織結構的復雜性;

④減少固相的接觸;

⑤摻加遮光物質,阻礙輻射傳熱。

有三種制造輕質保溫磚的方法:其一,加入輕質骨料,耐火磚介紹說:用基質包裹輕骨料,再借助水泥結合、化學結合或通過燒結產生陶瓷結合制成多孔材料;其二,加入可燃物,高溫下將可燃物燒盡后,在原位留下氣孔,形成多孔材料;其三,制造泡沫漿體,用水泥將其固化,經過燒結制得多孔材料。

下面,詳細為大家介紹采用這些工藝制作隔熱耐火材料的實例,以便讀者從性能方面掌握隔熱耐火材枓的使用施工工藝。

一、采用氧化鋁空心球制作保溫隔熱磚

采用氧化鋁空心球、電熔剛玉粉、α-Al2O3微粉、SiO2微粉、硅線石以及粘土粉為原料制備具有抗剝落性能的氧化鋁空心球磚。原料成分見下表。

 

從上表可知,氧化鋁空心球是輕骨料,起保證耐高溫性能和降低密度的作用;剛玉粉是惰性填料;硅線石是膨脹劑,起減小燒成收縮和提高抗熱震性的作用;氧化鋁微粉、氧化硅微粉和粘土粉是結合劑,起降低燒結溫度、形成莫來石結合相、提高保溫隔熱磚的耐高溫和抗熱震性能作用。

按設定的配料方案進行配制制磚料,經混練、成型、自然干燥24h后,再經110℃干燥24h和1600℃*4h的燒成制得保溫隔熱磚。硅線石摻量為12%時,制出保溫隔熱磚的性能為:體積密度1.48g/cm3、耐壓強度26MPa、荷重軟化溫度1710℃、1600℃*2h重燒線變化+0.3%、抗熱震性(1100℃-水冷)17次。所制保溫隔熱磚具有輕質、高強、耐高溫、抗熱震的特點。

二、采用輕骨料和可燃物制作保溫隔熱磚

采用聚苯乙烯泡沫球、膨脹珍珠巖粉、莫來石纖維、粘土、硅溶膠作為原料,經過擠壓成型制備出的輕質保溫隔熱磚。原料成分見下表。

 

由上表可知,膨脹珍珠巖是輕質原料,起進一步降低體積密度,提高隔熱性能的作用;莫來石纖維起增強作用,防止干燥、燒結中材料收縮開裂;粘土是結合劑,起構成基質的作用。

采用的配比為:結合粘土15%?30%、莫來石纖維3%?10%、膨脹珍珠巖15%?28%、聚苯乙烯廢料泡沫球1.5%?3.5%、硅溶膠15%?25%。制作過程為:將結合粘上、膨脹珍珠巖粉、聚苯乙烯廢料泡沫球混合均勻。同時,用攪拌器以一定的轉速將莫來石纖維充分均勻地分散于結合劑中,并加水拌和成漿體。然后,將粉料和漿體混合攪拌,直至混合物被分散成均勻的粘稠物。靜止一定時間后,擠壓成型。常溫干燥兩天或70℃干燥數小時后,經燒結后得到成品。

三、采用傳統泡沫法制作鈣長石保溫隔熱磚

以藍晶石作主要原料,以白水泥作結合劑研制了鈣長石結合莫來石輕質隔熱耐火磚。原料的成分見下表。

鈣長石結合莫來石隔熱材料是以莫來石作為主晶相,鈣長石作為結合相的復合材料。鈣長石的熔點只有1550℃,但具有熱膨脹系數小、熱導率低等特點。因此,鈣長石和莫來石復合制得的隔熱耐火材料,可以既具有鈣長石熱導率低的優點,又具有莫來石制品使用溫度高的特點,同時還具有較低的燒結溫度、較高的強度和較好的熱震穩定性。

鈣長石結合莫來石隔熱材料采用泡沫法成型。首先,制作發泡劑,用松香和氫氧化鈉合成松香皂,加入骨膠,制成穩定的泡沫。其次,加水將藍晶石、白水泥粉制成料漿。接著,加入泡沫攪拌后澆注成型。然后,養護、烘干、燒成,制得坯體。最后,經切割、精磨、檢驗后制得成品。

泡沫法成型過程中,發泡劑是最重要的因素。

 

從下表可知,莫來石-鈣長石保溫隔熱磚的耐高溫性強、隔熱性能好,是一種優質的隔熱耐火材料。

 

 

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