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保温隔热砖等隔热耐火材料的性能特点及生产工艺

  • 来源:鑫富华耐火材料厂
  • 发布日期:2017-08-18

保温隔热砖等隔热耐火材料中的热传递分通过固相进行的传递和通过气体进行的传递两部分。低温下,主要是固相传热;高温下,气相传热则很重要。

为了降低固相的热传导,需要选择热导率低的固相,还需要减小固体粒子之间的接触面积。例如,晶体结构越复杂,散射的声子越多,热导率越低。多晶体的结构完整性和规则性都比较差,加之晶界杂质和畸变的影响,热导率比单晶体低。再如,气孔能散射声子。耐火砖介绍说:一般情况下,气孔率增大,可降低热导率。还有,采用球形微粒子,使热量只能通过粒子之间微小的接触面积传递,也可以大大降低固体的热传导。

 

所以,提高保温隔热砖隔热能力的途径在于:

①增大气孔率;

②降低气孔尺寸;

③增大各级组织结构的复杂性;

④减少固相的接触;

⑤掺加遮光物质,阻碍辐射传热。

有三种制造轻质保温砖的方法:其一,加入轻质骨料,耐火砖介绍说:用基质包裹轻骨料,再借助水泥结合、化学结合或通过烧结产生陶瓷结合制成多孔材料;其二,加入可燃物,高温下将可燃物烧尽后,在原位留下气孔,形成多孔材料;其三,制造泡沫浆体,用水泥将其固化,经过烧结制得多孔材料。

下面,详细为大家介绍采用这些工艺制作隔热耐火材料的实例,以便读者从性能方面掌握隔热耐火材枓的使用施工工艺。

一、采用氧化铝空心球制作保温隔热砖

采用氧化铝空心球、电熔刚玉粉、α-Al2O3微粉、SiO2微粉、硅线石以及粘土粉为原料制备具有抗剥落性能的氧化铝空心球砖原料成分见下表。

 

从上表可知,氧化铝空心球是轻骨料,起保证耐高温性能和降低密度的作用;刚玉粉是惰性填料;硅线石是膨胀剂,起减小烧成收缩和提高抗热震性的作用;氧化铝微粉、氧化硅微粉和粘土粉是结合剂,起降低烧结温度、形成莫来石结合相、提高保温隔热砖的耐高温和抗热震性能作用。

按设定的配料方案进行配制制砖料,经混练、成型、自然干燥24h后,再经110℃干燥24h和1600℃*4h的烧成制得保温隔热砖。硅线石掺量为12%时,制出保温隔热砖的性能为:体积密度1.48g/cm3、耐压强度26MPa、荷重软化温度1710℃、1600℃*2h重烧线变化+0.3%、抗热震性(1100℃-水冷)17次。所制保温隔热砖具有轻质、高强、耐高温、抗热震的特点。

二、采用轻骨料和可燃物制作保温隔热砖

采用聚苯乙烯泡沫球、膨胀珍珠岩粉、莫来石纤维、粘土、硅溶胶作为原料,经过挤压成型制备出的轻质保温隔热砖。原料成分见下表。

 

由上表可知,膨胀珍珠岩是轻质原料,起进一步降低体积密度,提高隔热性能的作用;莫来石纤维起增强作用,防止干燥、烧结中材料收缩开裂;粘土是结合剂,起构成基质的作用。

采用的配比为:结合粘土15%〜30%、莫来石纤维3%〜10%、膨胀珍珠岩15%〜28%、聚苯乙烯废料泡沫球1.5%〜3.5%、硅溶胶15%〜25%。制作过程为:将结合粘上、膨胀珍珠岩粉、聚苯乙烯废料泡沫球混合均匀。同时,用搅拌器以一定的转速将莫来石纤维充分均勻地分散于结合剂中,并加水拌和成浆体。然后,将粉料和浆体混合搅拌,直至混合物被分散成均勻的粘稠物。静止一定时间后,挤压成型。常温干燥两天或70℃干燥数小时后,经烧结后得到成品。

三、采用传统泡沫法制作钙长石保温隔热砖

以蓝晶石作主要原料,以白水泥作结合剂研制了钙长石结合莫来石轻质隔热耐火砖。原料的成分见下表。

钙长石结合莫来石隔热材料是以莫来石作为主晶相,钙长石作为结合相的复合材料。钙长石的熔点只有1550℃,但具有热膨胀系数小、热导率低等特点。因此,钙长石和莫来石复合制得的隔热耐火材料,可以既具有钙长石热导率低的优点,又具有莫来石制品使用温度高的特点,同时还具有较低的烧结温度、较高的强度和较好的热震稳定性。

钙长石结合莫来石隔热材料采用泡沫法成型。首先,制作发泡剂,用松香和氢氧化钠合成松香皂,加入骨胶,制成稳定的泡沫。其次,加水将蓝晶石、白水泥粉制成料浆。接着,加入泡沫搅拌后浇注成型。然后,养护、烘干、烧成,制得坯体。最后,经切割、精磨、检验后制得成品。

泡沫法成型过程中,发泡剂是最重要的因素。

 

从下表可知,莫来石-钙长石保温隔热砖的耐高温性强、隔热性能好,是一种优质的隔热耐火材料。

 

 

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