隔热耐火材料(如隔热砖)的传热可分为固相传热和气体传热两部分。在低温下,主要是固相传热;在高温下,气相传热非常重要。为了降低固相的热传导,须选择导热系数低的固体,减小固体颗粒之间的接触面积。例如,晶体结构越复杂,声子散射越多,导热系数越低。由于晶界杂质和畸变的影响,多晶的导热系数低于单晶。另一个例子是气孔可以散射声子。耐火砖厂表示:一般来说,孔隙率的增加会降低导热系数。此外,采用球形颗粒,使热量只能通过颗粒间的小接触面积传递,也可以大大降低固体的传热。
因此,轻质保温浇注料告诉你提高保温砖保温性能的途径如下:
① 孔隙率增加;
② 孔径减小;
③ 增加各级组织结构的复杂性;
④ 减少固相接触;
⑤ 遮光材料的加入阻碍了辐射传热。
轻质保温砖的制作方法有三种:一是加入轻质骨料,耐火砖厂说:轻骨料用基体包裹,然后与水泥、化学粘结或烧结结合生产陶瓷材料。二是加入可燃物,将可燃物高温燃烧,在原地留下孔洞,形成多孔材料;三是制备泡沫泥浆。采用水泥固化烧结法制备多孔材料。
下面,我们将详细介绍这些工艺制作保温耐火材料的实例,让读者从性能方面掌握保温耐火材料的使用和施工工艺。
1、 用氧化铝空心球制作保温砖
以氧化铝空心球、熔融刚玉粉、α-Al2O3微粉、SiO2微粉、硅线石、粘土粉为原料,制备了具有防剥落性能的氧化铝空心球砖。原料组成见下表。
保温砖等保温耐火材料的性能特点及生产工艺
由上表可以看出,氧化铝空心球为轻骨料,可保证耐高温、降低密度;刚玉粉为惰性填料;硅线石为膨胀剂,可减少烧结收缩,提高抗热震性;氧化铝粉、硅粉、粘土粉为粘结剂,可降低烧结温度,形成莫来石粘结相,提高高电阻隔热砖的抗热震性。
搅拌成型自然干燥24h后,110℃干燥24h,1600℃烧制4H,制成保温砖。当硅线石含量为12%时,保温砖的性能为:容重1.48g/cm3,抗压强度26mpa,荷载软化温度1710℃,再热线变化1600℃*2H+0.3%,抗热震性(1100℃—水冷)17倍。该砖具有重量轻、强度高、耐高温、抗热震等特点。
2、 用轻骨料和可燃材料制作保温砖
以聚苯乙烯泡沫塑料球、膨胀珍珠岩粉、莫来石纤维、粘土、硅溶胶为主要原料,挤出轻质保温砖。原料组成见下表。
保温砖等保温耐火材料的性能特点及生产工艺
从上表可以看出,膨胀珍珠岩是一种轻质原料,可以进一步降低体积密度,提高隔热性能;莫来石纤维可以增强材料,防止干燥和烧结过程中的收缩和开裂;粘土是粘合剂,起到基体的作用。
其配比为:粘土15%~30%,莫来石纤维3%~10%,膨胀珍珠岩15%~28%,聚苯乙烯废泡沫塑料球1.5%~3.5%,硅溶胶15%~25%。其生产工艺为:将泡沫、膨胀珍珠岩粉和聚苯乙烯废泡沫塑料球混合均匀。同时,将莫来石纤维以相应的搅拌速度均匀地分散在粘结剂中,浆液与水混合。然后,将粉末和浆液混合并搅拌,直到混合物分散成均匀的粘度