绝热耐火材料绝热耐火材料是指能起绝热作用的天然或人工制造的耐火.pdfVIP

绝热耐火材料 绝热耐火材料是指能起绝热作用的天然或人工制造的耐火材料。又称为保温材料或轻质 材料。 应用绝热材料的根本目的在于降低高温热工设备砖砌体的热损失，提高热效率，增加生 产，降低能源消耗。 高温炉窑通过炉墙的热损失有两种形式，即炉墙以导热的形式向外散热和砖砌体的蓄热 损失。连续性操作炉窑以散热损失为主，间歇式操作的热工设备主要是蓄热损失。所以要针 对热损失的形式，合理选择和应用绝热材料。 轻质绝热材料既可使以导热的方式散失的热量减少，又可使因蓄热损失的热量减少，从 而可获得最佳节能效果。 1 绝热材料的特征与分类 1.1 绝热材料的主要特征 绝热材料的主要特征为：气孔率高，一般为65-78% ；体积密度小，一般不超过1.3g/cm3， 目前工业上常用为0.5-1.0g/cm3；导热系数小，多数小于1.26W/m ·℃；重烧收缩小，一般 不超过2% 。因此，绝热材料也称为轻质隔热材料。 1.2 绝热材料的分类 (1) 低温绝热材料。使用温度小于 900℃。主要制品有硅藻土砖、石棉、膨胀蛭石、矿 渣棉等； (2) 中温绝热材料。使用温度为900-1200℃。主要品种有硅藻土砖、膨胀珍珠岩、轻质 粘土砖及耐火纤维等； (3) 高温绝热材料。使用温度大于1200℃，主要制品有轻质高铝砖、轻质刚玉砖、轻质 镁砖、空心球制品及高温耐火纤维制品等。 1.2.1 按使用温度分类 1.2.2 按体积密度分类 (1) 一般绝热材料。体积密度不大于1.3 g/cm3； (2) 常用绝热材料。体积密度为0.5-1.0 g/cm3； (3) 超轻绝热材料。体积密度小于0.3 g/cm3 。 (1) 用多孔材料直接制取的制品。如硅藻土及其制品； (2) 用可燃加入物制得的制品。如在泥料中加入容易烧尽的锯末、炭粉等物，使烧结制 品具有一定的气孔率，主要制品为轻质砖； (3) 用泡沫剂制得的制品。在泥浆料中加入起泡剂(如松香皂) ，并用机械方法处理制得 多孔轻质耐火制品； (4) 用化学法制取的制品。在泥浆料中加入碳酸盐和酸，苛性碱或金属铝和酸等，借助 于化学反应产生的气体使制品形成气孔而制得； (5) 轻质耐火混凝土； (6) 耐火纤维及制品。 此外，还可按原料分为粘土质、高铝质、镁质、硅质绝热材料。 1.2.3 按制造方法分类 2 轻质耐火材料的绝热条件 2.1 常温下轻质耐火材料的绝热条件 绝热材料是多相组合体。构成绝热材料的固相大多数是非金属氧化物（晶质和玻璃质）。 它本身导热系数并不一定很小，但当此种制品内存在许多气孔并充满气体时，由于气体的导 热性很低，如空气在0℃时导热系数为0.023W/m ·℃，常温下导热系数小于0.03W/m ·℃， 500℃时为0.06W/m ·℃，从而使固相和气相构成导热系数很低的轻质材料，或颗粒状材料 1 间充满气体的散状材料，或纤维状材料间充满气体的棉、毡状材料，都具有很低的导热性。 绝热材料的导热系数与温度成直线关系，随温度的升高而增大。可用下式表示： λt——温度为t ℃时的导热系数，W/m ·℃； λ0——温度为0℃时的导热系数，W/m ·℃； λb——温度系数。 2.2 高温下轻质多相材料的导热性 由于轻质多相材料含有大量的气相，轻质制品导热系数随温度升高而增大的速度比致密 制品导热系数的提高要慢。 2.3 轻质多相材料导热性与宏观结构的关系 轻质多相材料的导热系数与体积密度成直线关系。随体积密度的增大，固体粒子直接接 触比率增加，导热系数增大。 由于轻质多相材料由固相(晶质和玻璃质)和气相组成，其导热系数与气孔率的关系可用 下式表示： 式中 λb——轻质多孔材料的导热系数，W/m ·℃； λs——固体的导热系数，W/m ·℃； λa——气孔内气体的导热系数，W/m ·℃； P——轻质多相材料的气孔率，% 。 轻质多相材料导热系数与气孔率的关系。轻质多相材料的导热系数，随气孔率的增加几 乎是直线下降。当气孔率达到一定值后，下降速度缓