Los refractarios de aislamiento térmico se refieren a refractarios con alta porosidad, baja densidad aparente y baja conductividad térmica, también conocidos como refractarios livianos. Incluyendo productos refractarios termoaislantes, fibras refractarias y productos de fibras refractarias. Según la temperatura de uso: materiales refractarios aislantes de baja temperatura, la temperatura de uso es inferior a 900 ℃, como ladrillos aislantes de diatomita, productos de sílice expandida, placas de sílice cálcica, productos de perlita expandida, etc.; refractarios de aislamiento de temperatura media, use una temperatura de 900 ~ 1200 ℃, como ladrillos refractarios de aislamiento térmico de arcilla, fibra refractaria de silicato de aluminio, etc.; Materiales refractarios de aislamiento térmico de alta temperatura, la temperatura de uso es superior a 1200 ℃, como ladrillos refractarios de aislamiento térmico con alto contenido de aluminio, ladrillos refractarios de aislamiento térmico de alúmina, ladrillos refractarios de aislamiento silíceo, ladrillos de bolas huecas de alúmina, ladrillos de bolas huecas de circonio, refractarios con alto contenido de alúmina fibra, fibra refractaria policristalina (fibra de alúmina policristalina, fibra de circonio policristalino, fibra de mullita policristalina), etc.
La producción de productos refractarios termoaislantes adopta principalmente métodos de proceso que pueden formar una estructura porosa, como el método de materia prima liviana, el método de quemado, el método de espuma y el método químico. Las fibras refractarias amorfas, tales como fibras refractarias de silicato de aluminio, fibras refractarias con alto contenido de alúmina, etc., generalmente se producen mediante fusión. Las fibras refractarias policristalinas, como fibras de mullita, fibras de alúmina, etc., se producen mediante el método coloide.
Las principales características de los refractarios aislantes son su alta porosidad, generalmente superior al 45%; densidad aparente baja, que generalmente no excede 1,5 g/cm3; baja conductividad térmica, en su mayoría inferior a 1,0 W/(m·K). Utilizado principalmente como aislamiento térmico de hornos industriales, no solo puede reducir la pérdida de calor del horno, sino también reducir el almacenamiento de calor del horno, obtener el mejor efecto de ahorro de energía y reducir el peso del equipo térmico. En comparación con los ladrillos refractarios generales, los refractarios termoaislantes tienen poca resistencia a la corrosión por escoria, resistencia mecánica y resistencia al desgaste. Por tanto, no es adecuado para la estructura portante del horno y las piezas que están en contacto directo con escorias, cargas, metal fundido, etc.
Método de clasificación de productos refractarios de aislamiento.
Los productos refractarios de aislamiento térmico se refieren a productos refractarios con una porosidad no inferior al 45%. Las principales características de los productos refractarios termoaislantes son la alta porosidad y la baja densidad volumétrica. La conductividad térmica es baja, la capacidad calorífica es pequeña y el rendimiento del aislamiento térmico es bueno. Es preservador del calor y resistente al calor. Se puede utilizar como capa de aislamiento térmico para diversos equipos térmicos y algunos también se pueden utilizar como capa de trabajo. Es un material que ahorra energía para la construcción de varios hornos. La sustitución de productos refractarios aislantes del calor por productos refractarios densos generales como materiales de construcción de hornos puede reducir las pérdidas por almacenamiento y disipación de calor entre un 40% y un 50%, especialmente para equipos térmicos discontinuos.
Existen muchos tipos de productos aislantes y refractarios, que generalmente se dividen en tres categorías según la temperatura de uso, la densidad aparente y la forma del producto.
(1) Clasificados por densidad corporal. Los que tienen una densidad aparente de 0,4~1,3 g/cm3 son ladrillos livianos; aquellos con una densidad aparente inferior a 0,4 g/cm3 son ladrillos ultraligeros.
(2) Clasificados por temperatura de funcionamiento. Utilice una temperatura de 600 ~ 900 ℃ para material aislante de baja temperatura; 900~120℃ para material aislante de temperatura media; más de 1200 ℃ para material aislante de alta temperatura.
(3) Clasificados por forma del producto: uno son ladrillos refractarios livianos con forma, incluidos ladrillos livianos de arcilla, alto contenido de alúmina, silicio y algunos de óxido puro; el otro son ladrillos refractarios ligeros sin forma, como el hormigón refractario ligero.
El método de producción de productos refractarios termoaislantes es diferente al de los materiales densos en general. Existen muchos métodos, entre los que se incluyen principalmente el método de incineración, el método de espuma, el método químico y el método de material poroso.
1) Método de quemar y agregar material. También llamado método de adición de combustibles. Agregue combustibles que sean fáciles de quemar, como carbón vegetal, aserrín, etc., al barro para fabricar ladrillos para que el producto tenga ciertos poros después de la cocción.
2) Método de remojo. Agregue agentes espumantes, como jabón de colofonia, etc., a la arcilla para hacer ladrillos y haga espuma mediante un método mecánico. Tras la cocción se obtiene un producto poroso.
3) Método químico. Mediante una reacción química que puede generar adecuadamente gas, se obtiene un producto poroso en el proceso de fabricación de ladrillos, generalmente dolomita o periclasa más yeso, y ácido sulfúrico como agente espumante.
4) Método de material poroso. Utilice tierra de diatomeas natural o clinker de espuma de arcilla artificial, esferas huecas de alúmina o circonio y otras materias primas porosas para fabricar ladrillos refractarios livianos.
El uso de productos aislantes refractarios con baja conductividad térmica y pequeña capacidad calorífica como materiales de estructura del cuerpo del horno puede ahorrar consumo de combustible; mejorar la eficiencia de producción de equipos; también puede reducir el peso del cuerpo del horno, simplificar la estructura del horno, mejorar la calidad del producto y reducir la temperatura ambiente. Mejorar las condiciones laborales. Los productos refractarios de aislamiento se utilizan principalmente como capa de aislamiento térmico, revestimiento o capa aislante del horno.
1. Ladrillos refractarios aislantes de alúmina.
Los ladrillos refractarios termoaislantes de alúmina utilizan corindón fundido, alúmina sinterizada y alúmina industrial como principales materias primas para fabricar productos refractarios termoaislantes que tienen una fuerte resistencia a las atmósferas ácidas y alcalinas y a la reducción, y una buena resistencia al choque térmico. Se puede utilizar durante mucho tiempo por debajo de 1700 ℃. Su proceso de producción adopta dos tipos de método de espuma y método de aditivo de incineración. Los productos producidos por el método de espuma tienen las características de estructura uniforme, baja conductividad térmica y buen rendimiento de aislamiento térmico.
Los ladrillos refractarios aislantes del calor de alúmina son livianos, con alta resistencia a la compresión, baja conductividad térmica, baja contracción de volumen después de volver a quemarse y buena resistencia al choque térmico. Se pueden utilizar para capas de aislamiento térmico de equipos térmicos de alta temperatura u hornos que interactúan directamente con las llamas. Y el revestimiento de trabajo de equipos térmicos de precisión, pero no es adecuado para el lugar de corrosión que entra en contacto directo con el líquido del horno y la escoria fundida. También tiene mayor estabilidad cuando se usa en una atmósfera reductora. La temperatura de uso depende de la pureza del producto, generalmente hasta 1650~1800°C. Consulte la Tabla 3-105 para conocer los índices físicos y químicos típicos de dichos productos.
2. Ladrillos refractarios aislantes del calor con alto contenido de aluminio.
Los ladrillos refractarios termoaislantes con alto contenido de aluminio son productos refractarios termoaislantes con un contenido no inferior al 48% elaborados a partir de la materia prima principal. Los ladrillos refractarios aislantes térmicos con alto contenido de alúmina están hechos principalmente de bauxita como materia prima, combinada con arcilla como materia prima, mezclada con aglutinantes y aserrín. Para mejorar el rendimiento del producto, se añaden alúmina industrial, corindón, silimanita, cianita y sílice. El polvo fino se puede convertir en productos con diferentes densidades aparentes y diferentes temperaturas máximas de uso. Por lo general, la temperatura de uso es de 1250~1350℃, y algunos pueden alcanzar los 1550℃.
Los ladrillos aislantes con alto contenido de aluminio se producen principalmente mediante el método de espuma, y la densidad volumétrica del producto está entre 0,4 y 1,0 g/cm3, y también se pueden fabricar mediante el método de incineración de aditivos. Los índices físicos y químicos de los ladrillos refractarios aislantes térmicos con alto contenido de aluminio se muestran en la Tabla 3-106.
Los ladrillos refractarios aislantes del calor con alto contenido de aluminio se pueden utilizar para construir capas y piezas aislantes del calor que no se corroan ni se erosionen con materiales fundidos resistentes a altas temperaturas. Cuando están en contacto directo con la llama, la temperatura de contacto de la superficie de los ladrillos refractarios aislantes térmicos generales con alto contenido de aluminio no debe ser superior a 1350 ℃. Los ladrillos refractarios aislantes del calor de mullita pueden entrar en contacto directo con la llama y tienen las características de resistencia a altas temperaturas, alta resistencia y un importante efecto de ahorro de energía. Es adecuado para el revestimiento de hornos de pirólisis, hornos de aire caliente, hornos de rodillos cerámicos, hornos eléctricos de cajón de porcelana y diversos hornos de resistencia. El ladrillo refractario termoaislante de corindón y mullita con un contenido de Al2O3 del 82,4% se puede utilizar como revestimiento de horno a 1550°C.
3. Ladrillos refractarios aislantes a base de arcilla.
Los ladrillos refractarios termoaislantes a base de arcilla son productos refractarios termoaislantes con un contenido de Al2O3 del 30% al 48% hechos de arcilla refractaria como materia prima principal, utilizando arcilla refractaria, perlas flotantes y clinker de arcilla refractaria como materias primas, agregando aglutinantes y serrín. Mezclando, mezclando, formando, secando y cociendo, se pueden obtener productos con una densidad aparente de 0,3 ~ 1,5 g/cm3, y el volumen de producción representa más de la mitad de los ladrillos refractarios termoaislantes.
El proceso de producción comúnmente utilizado de ladrillos refractarios termoaislantes de arcilla es el método de adición por incineración con perlas flotantes, y también se puede utilizar el método de espuma. Consulte la Tabla 3-107 para conocer los índices físicos de los ladrillos refractarios termoaislantes a base de arcilla.
Los ladrillos refractarios termoaislantes a base de arcilla tienen una amplia gama de aplicaciones. Se utilizan principalmente en equipos térmicos y hornos industriales. Se pueden utilizar para piezas que no se corroen ni se lavan con materiales fundidos fuertes a alta temperatura. Algunas superficies que están en contacto directo con la llama están recubiertas con una capa refractaria que puede reducir la erosión por escoria y polvo de gas de horno y reducir los daños. La temperatura de trabajo del producto no excede la temperatura de prueba de la línea de retorno. El ladrillo aislante de arcilla pertenece a un tipo de material aislante ligero con múltiples poros. Este material tiene una porosidad del 30% al 50% y su aislamiento térmico es pobre, pero su resistencia mecánica y a la corrosión son buenas.
4. Ladrillos refractarios con aislamiento de silicona.
El ladrillo refractario silíceo termoaislante está hecho de sílice como materia prima principal, y el producto refractario termoaislante tiene un contenido de SiO2 inferior al 91%. Además de las propiedades de aislamiento térmico, los ladrillos refractarios de silicio mantienen en gran medida las características de los ladrillos de silicio. La temperatura inicial de ablandamiento de la carga es alta y el volumen se expande ligeramente durante el proceso de calentamiento, lo que mejora la integridad del horno.
El rendimiento del grado GGR-1.20 de ladrillos refractarios silíceos aislantes del calor para hornos industriales especificado en la norma de la industria metalúrgica de China YB386-1994, la densidad aparente no es superior a 1,2 g/cm3, la resistencia a la compresión a temperatura ambiente no es menor. superior a 5 MPa, y la temperatura inicial de ablandamiento bajo carga inferior a 0,1 MPa no es inferior a 1520 ℃, el contenido de SiO2 no es inferior al 91 %.
Este producto es adecuado para el revestimiento de hornos industriales o capas de aislamiento térmico que no entran en contacto directo con materiales fundidos a alta temperatura y no están expuestos directamente a gases corrosivos. La temperatura de trabajo de la mampostería no supera los 1550°C.
Los ladrillos refractarios termoaislantes a base de sílice son más dañinos para el cuerpo humano debido al polvo de sílice, y el proceso es más complicado que los ladrillos refractarios termoaislantes de arcilla y alto contenido de aluminio, y representa una pequeña proporción de la producción total de Materiales refractarios termoaislantes.
5. Ladrillos refractarios aislantes de diatomita.
El ladrillo aislante térmico de diatomita es un producto refractario de aislamiento térmico elaborado con diatomita como materia prima principal. El ladrillo aislante térmico de diatomita tiene poros finos cerrados, alta porosidad, buen rendimiento de aislamiento térmico, pero baja resistencia mecánica, especialmente después de estar húmedo, la resistencia disminuye significativamente. Su principal composición química es el SiO2, seguido del Al2O3, además del hierro y el potasio. , Óxidos de sodio, calcio, magnesio y otras impurezas.
Los índices físicos de los ladrillos aislantes de diatomita se muestran en la Tabla 3-108. Los productos de ladrillo aislante de diatomita tienen poca resistencia al calor y la refractariedad es de solo aproximadamente 1280 ℃, por lo que la temperatura de uso no es alta. Sólo se puede utilizar en la capa aislante por debajo de 900°C.
6. Productos de perlita expandida
Los productos de perlita expandida son productos refractarios termoaislantes fabricados con perlita como componente principal. Productos aislantes elaborados con perlita expandida como árido y los correspondientes cemento, vidrio soluble, fosfato, etc., previa agitación, mezcla, conformado, secado, tostado o curado. La densidad de la perlita expandida es relativamente pequeña, generalmente sólo 40~120 g/cm3; la refractariedad no es alta, generalmente 1280~1360°C. La temperatura máxima de uso de productos con diferentes aglutinantes es diferente, normalmente por debajo de 1000°C.
Los productos de perlita expandida se clasifican en categorías de 200, 250, 300 y 350 kg/m34 de acuerdo con la densidad aparente de los productos en la norma nacional. Según el tipo de cemento utilizado, se divide en productos de perlita expandida ligados con cemento, productos de perlita expandida ligados con vidrio soluble, productos de perlita expandida ligados con fosfato y productos de perlita expandida ligados con asfalto.
7. Productos de vermiculita expandida
Los productos de vermiculita expandida son productos refractarios termoaislantes con vermiculita expandida como principal materia prima. La producción de productos de vermiculita expandida se basa en un cierto tamaño de vermiculita expandida como agregado, agregando aditivos y aglutinantes, mezclando con agua en una determinada proporción y formando, secando, tostando o curando para formar productos de aislamiento térmico. Los productos con diferentes densidades aparentes, aditivos y aglutinantes tienen diferentes temperaturas máximas de uso y generalmente se utilizan capas de aislamiento térmico por debajo de 1000 °C. Existen muchos tipos de productos de vermiculita expandida, que suelen clasificarse según el tipo de conglomerante utilizado y el tipo de árido utilizado. Según el agente aglutinante, se puede dividir en productos de agente aglutinante orgánico, productos de agente aglutinante inorgánico y productos de agente aglutinante compuesto orgánico e inorgánico. Según el tipo de agregado utilizado, se puede dividir en productos de agregado único, agregados múltiples y productos de mezcla.
La vermiculita expandida tiene baja conductividad térmica, baja resistencia y no puede ser resistente al agua, por lo que su aplicación está muy restringida. Cuando se utiliza material cementante de alta resistencia para adherir vermiculita expandida a un producto terminado, tendrá mayor resistencia que la vermiculita expandida y podrá soportar una carga mayor; cuando se utiliza material cementante impermeable para unir vermiculita expandida, el producto resultante tiene un rendimiento impermeable y se puede usar donde hay agua. La conductividad térmica del aglutinante suele ser mayor que la de la vermiculita expandida, por lo que la adición del aglutinante hace que la piedra de ostra expandida tenga nuevos usos, pero también reduce el efecto de aislamiento térmico de la vermiculita expandida.
8. Tablero de silicio calcio
Los tableros de silicato de calcio están hechos de tierra de diatomeas y cal como principales materias primas, y los productos refractarios termoaislantes fabricados añadiendo fibra de refuerzo también se denominan tableros de silicato de calcio y tableros de silicato de calcio microporosos. El tablero de silicato de calcio se divide en dos categorías según su composición: uno es el tablero de silicato de calcio ordinario, la composición química de CaO/SiO2 es aproximadamente 0,8, la composición mineral es tobermorita (tobermorita, 5CaO·6SiO2·5H2O); el otro es silicato duro de calcio, la composición química de CaO/SiO2 es aproximadamente 1,0 y la composición mineral es silicato duro de calcio.
El silicato de calcio tiene excelentes propiedades como pequeña capacidad, fuerte separación, baja conductividad térmica, construcción conveniente y baja tasa de pérdidas. La densidad de los tableros de silicato de calcio se especifica principalmente en el mundo como no superior a 220 kg/m3, y algunos se dividen en 33 tipos que no superan los 220 kg/m3, no superan los 170 kg/m3 y no superan los 130 kg/m3; China está clasificada como no mayor a 240 kg/cm3, no más de 220 kg/cm3, no más de 170 kg/cm 33 tipos. La resistencia a la compresión está por encima de 0,4 MPa, la resistencia a la flexión está por encima de 0,2 MPa; la conductividad térmica (70 ℃ ± 5 ℃) es 0,049 ~ 0,064 W/(m · K), la temperatura de funcionamiento más alta, y la mullita torbe es 650 ℃, el tipo de silicato de calcio es 1000 ℃.
El tablero de silicato de calcio se puede aserrar o clavar y se puede convertir en tableros, bloques o carcasas. Puede utilizarse como material de aislamiento térmico para tuberías térmicas y hornos industriales en energía eléctrica, industria química, metalurgia, barcos, etc.; aislamiento térmico y contra incendios de edificios, instrumentos y equipos. También se puede utilizar para la capa de aislamiento térmico de hornos de secado de alta temperatura y plataformas de vagones de hornos de túnel; Ambos lados del tablero de silicato de calcio se pueden pegar con chapa de plástico, madera contrachapada, tablero de fibrocemento, etc. Se puede utilizar como material de aislamiento térmico. La mayoría de los materiales de ingeniería de aislamiento térmico en el mundo utilizan paneles de silicato de calcio, y algunos países utilizan paneles de silicato de calcio para el aislamiento térmico en la industria que representan del 70% al 80%.
9. Ladrillo de partículas flotantes (ladrillo cenosférico)
Los ladrillos de cenósfera son productos refractarios termoaislantes fabricados a partir de cenósferas como materia prima principal. A principios de la década de 1970, mi país comenzó a utilizar cenósferas de cenizas volantes para producir ladrillos refractarios termoaislantes a base de arcilla. Debido al proceso simple y a los abundantes recursos, la calidad del producto es buena. Desde los años 80 se utiliza el método del clinker poroso o la adición calcinada de cenósferas de cenizas volantes para producir ladrillos de cenósfera.
Los ladrillos de cenósfera son esferas huecas de vidrio de silicato de aluminio que flotan a partir de cenizas volantes de centrales térmicas. Tiene peso ligero, paredes delgadas, superficie hueca y lisa, baja conductividad térmica, buen rendimiento de aislamiento, alta refractariedad y alta resistencia a la compresión. Y otras actuaciones. Utilizando estas características de las cenósferas, se pueden fabricar materiales refractarios termoaislantes con un excelente rendimiento de conservación del calor. La producción de ladrillos de cenósfera se puede formar mediante un método semiseco, el cual tiene un proceso sencillo y no requiere de un proceso de acabado.
Los ladrillos Cenosphere son superiores a los materiales de aislamiento térmico de bloque medio existentes en términos de resistencia mecánica, resistencia a altas temperaturas, conductividad térmica y rendimiento de uso, y son comparables a las fibras de silicato. Este material se utiliza ampliamente en varios hornos industriales de alta temperatura a una temperatura de 1200 °C para lograr el propósito de mejorar la eficiencia térmica y reducir el consumo de energía. Los ladrillos cenósfera se utilizan en hornos industriales y equipos de alta temperatura en los sectores metalúrgico, de maquinaria, químico, petrolero, de materiales de construcción, de industria ligera, de energía eléctrica y otros. Generalmente, pueden ahorrar energía entre un 15% y un 40%. Es un buen tipo nuevo de partición liviana. Material térmico.
10. Ladrillo de esfera hueca
Un ladrillo de esfera hueca de alúmina.
El ladrillo de esfera hueca de alúmina es un producto refractario termoaislante con esfera hueca de alúmina como materia prima principal. Los indicadores técnicos típicos de los ladrillos de esferas huecas de alúmina son: el contenido de Al2O3 no es inferior al 98%, el contenido de SiO2 no es superior al 0,5%, el contenido de Fe2O3 no es superior al 0,2%, la densidad aparente es de 1,3~1,4g/cm3, porosidad aparente es 60%~80%, la resistencia a la compresión no es inferior a 9,8MPa, la temperatura de ablandamiento de la carga (0,2MPa) no es inferior a 1700℃ y la conductividad térmica es 0,7~0,8W/(m·K).
En comparación con el aislamiento térmico común y los productos refractarios, el ladrillo de esfera hueca de alúmina se caracteriza por una gran cantidad de poros cerrados en el producto. Por lo tanto, tiene alta resistencia y estructura de poros estable, baja densidad y baja conductividad térmica. Se utiliza principalmente para revestimientos de hornos industriales a altas temperaturas por debajo de 1800 ℃, como ladrillos de revestimiento de hornos de alta temperatura en las industrias refractaria, electrónica y cerámica; Capas de aislamiento térmico para equipos térmicos de alta temperatura, como hornos de gasificación en la industria petroquímica, hornos de gas, reactores industriales de carbón, Ladrillos aislantes para hornos de inducción en la industria metalúrgica.
B Ladrillo de esfera hueca de circonio
El ladrillo de esfera hueca de circonio es un producto refractario termoaislante fabricado con esferas huecas de circonio como materia prima principal. La principal fase cristalina de este ladrillo es la circona cúbica (aproximadamente del 70 % al 80 % de la composición mineral) y su rendimiento típico es: la refractariedad es superior a 2400 ℃, la porosidad aparente es del 55 % ~ 60 %, la densidad de volumen es 2,5~3,0g/cm3, la resistencia a la compresión no es inferior a 4,9MPa y la conductividad térmica es 0,23~0,35W/(m·K).
Las esferas huecas de circonio son productos refractarios termoaislantes con excelentes prestaciones. La temperatura máxima de uso seguro es 2200 ℃. Los ladrillos de esfera hueca de circonio tienen una resistencia a altas temperaturas relativamente alta y una estructura de poros estable, por lo que pueden usarse de manera segura a una temperatura alta de 2200 ℃. Los ladrillos de bolas huecas de circonio tienen baja densidad y baja conductividad térmica, lo que no solo puede reducir la pérdida de calor, sino también el almacenamiento de calor. Por lo tanto, como material de revestimiento de alta temperatura que entra en contacto directo con la llama en equipos térmicos como metalurgia, petróleo, industria química, electrónica, etc., puede reducir el consumo de energía y reducir el peso del horno de alta temperatura, y el uso. El efecto es bueno.
Hora de publicación: 26-nov-2021