I refrattari per l'isolamento termico si riferiscono a refrattari con elevata porosità, bassa densità apparente e bassa conduttività termica, noti anche come refrattari leggeri. Compresi prodotti refrattari termoisolanti, fibre refrattarie e prodotti in fibra refrattaria. In base alla temperatura di utilizzo: materiali refrattari isolanti a bassa temperatura, la temperatura di utilizzo è inferiore a 900 ℃, come mattoni isolanti in diatomite, prodotti di silice espansa, pannelli di calcio di silice, prodotti di perlite espansa, ecc.; materiali refrattari per l'isolamento a media temperatura, utilizzare una temperatura di 900 ~ 1200 ℃, come mattoni refrattari per isolamento termico in argilla, fibra refrattaria in silicato di alluminio, ecc.; materiali refrattari per isolamento termico ad alta temperatura, la temperatura di utilizzo è superiore a 1200 ℃, come mattoni refrattari ad alto isolamento termico in alluminio, mattoni refrattari per isolamento termico in allumina, mattoni refrattari per isolamento siliceo, mattoni a sfera cavi in allumina, mattoni a sfera cavi in zirconio, mattoni refrattari ad alto contenuto di allumina fibra, fibra refrattaria policristallina (fibra di allumina policristallina, fibra di zirconio policristallino, fibra di mullite policristallina), ecc.
La produzione di prodotti refrattari termoisolanti adotta principalmente metodi di processo che possono formare una struttura porosa, come il metodo della materia prima leggera, il metodo della combustione, il metodo della schiuma e il metodo chimico. Le fibre refrattarie amorfe, come le fibre refrattarie al silicato di alluminio, le fibre refrattarie ad alto contenuto di allumina, ecc., vengono solitamente prodotte mediante fusione. Le fibre refrattarie policristalline, come le fibre di mullite, le fibre di allumina, ecc., sono prodotte mediante il metodo colloidale.
Le principali caratteristiche dei refrattari isolanti sono l'elevata porosità, generalmente superiore al 45%; bassa densità apparente, generalmente non superiore a 1,5 g/cm3; bassa conduttività termica, per lo più inferiore a 1,0 W/(m·K). Utilizzato principalmente come isolamento termico dei forni industriali, può non solo ridurre la perdita di calore del forno, ma anche ridurre l'accumulo di calore del forno, ottenere il miglior effetto di risparmio energetico e ridurre il peso delle apparecchiature termiche. Rispetto ai mattoni refrattari generali, i refrattari termoisolanti hanno scarsa resistenza alla corrosione delle scorie, resistenza meccanica e resistenza all'usura. Non è quindi idoneo per la struttura portante del forno e per le parti a diretto contatto con scorie, cariche, metallo fuso, ecc.
Metodo di classificazione dei prodotti refrattari isolanti
Per prodotti refrattari per isolamento termico si intendono prodotti refrattari con porosità non inferiore al 45%. Le principali caratteristiche dei prodotti refrattari termoisolanti sono l'elevata porosità e la bassa densità di volume. La conduttività termica è bassa, la capacità termica è ridotta e le prestazioni di isolamento termico sono buone. È termoconservante e resistente al calore. Può essere utilizzato come strato di isolamento termico per varie apparecchiature termiche e alcuni possono anche essere utilizzati come strato di lavoro. È un materiale a risparmio energetico per la costruzione di vari forni. La sostituzione di prodotti refrattari termoisolanti con prodotti refrattari densi generici come materiali da costruzione per forni può ridurre le perdite di accumulo di calore e di dissipazione del calore dal 40% al 50%, in particolare per le apparecchiature termiche discontinue.
Esistono molti tipi di prodotti isolanti e refrattari, generalmente suddivisi in tre categorie in base alla temperatura di utilizzo, alla densità apparente e alla forma del prodotto.
(1) Classificato in base alla densità corporea. Quelli con una densità apparente di 0,4~1,3 g/cm3 sono mattoni leggeri; quelli con densità apparente inferiore a 0,4 g/cm3 sono mattoni ultraleggeri.
(2) Classificato in base alla temperatura di esercizio. Utilizzare la temperatura 600~900℃ per materiale isolante a bassa temperatura; 900~120℃ per materiale isolante a media temperatura; oltre 1200 ℃ per materiale isolante ad alta temperatura.
(3) Classificato in base alla forma del prodotto: uno è costituito da mattoni refrattari leggeri sagomati, tra cui argilla, alto contenuto di allumina, silicio e alcuni mattoni leggeri di ossido puro; l'altro sono mattoni refrattari leggeri non sagomati, come il cemento refrattario leggero.
Il metodo di produzione dei prodotti refrattari termoisolanti è diverso da quello dei materiali densi generali. Esistono molti metodi, tra cui principalmente il metodo dell'incenerimento, il metodo della schiuma, il metodo chimico e il metodo del materiale poroso.
1) Metodo di masterizzazione e aggiunta di materiale. Chiamato anche il metodo di aggiunta di combustibili. Aggiungere combustibili facili da bruciare, come carbone, segatura, ecc., nel fango per la produzione di mattoni per fare in modo che il prodotto abbia determinati pori dopo la cottura.
2) Metodo di ammollo. Aggiungere agenti schiumogeni, come sapone di colofonia, ecc. all'argilla per fare mattoni, e farla schiumare con metodo meccanico. Dopo la cottura si ottiene un prodotto poroso.
3) Metodo chimico. Utilizzando una reazione chimica in grado di generare adeguatamente gas, nel processo di produzione dei mattoni si ottiene un prodotto poroso, solitamente dolomite o periclasio più gesso, e acido solforico come agente schiumogeno.
4) Metodo dei materiali porosi. Utilizzare terra di diatomee naturale o clinker di schiuma di argilla artificiale, sfere cave di allumina o zirconio e altre materie prime porose per realizzare mattoni refrattari leggeri.
L'utilizzo di prodotti isolanti refrattari con bassa conduttività termica e piccola capacità termica come materiali della struttura del corpo del forno può far risparmiare consumo di carburante; migliorare l'efficienza produttiva delle attrezzature; può anche ridurre il peso del corpo del forno, semplificare la struttura del forno, migliorare la qualità del prodotto e ridurre la temperatura ambiente. Migliorare le condizioni di lavoro. I prodotti refrattari isolanti vengono utilizzati principalmente come strato di isolamento termico, rivestimento o strato isolante del forno
1. Mattoni refrattari isolanti in allumina
I mattoni refrattari termoisolanti in allumina utilizzano corindone fuso, allumina sinterizzata e allumina industriale come materie prime principali per realizzare prodotti refrattari termoisolanti che hanno una forte resistenza all'atmosfera acida e alcalina e alla riduzione e una buona resistenza agli shock termici. Può essere utilizzato per lungo tempo al di sotto di 1700 ℃. Il suo processo di produzione adotta due tipi di metodo della schiuma e metodo dell'additivo per incenerimento. I prodotti realizzati con il metodo della schiuma hanno le caratteristiche di struttura uniforme, bassa conduttività termica e buone prestazioni di isolamento termico.
I mattoni refrattari termoisolanti in allumina sono leggeri, con elevata resistenza alla compressione, bassa conduttività termica, basso ritiro volumetrico dopo la ricombustione e buona resistenza agli shock termici. Possono essere utilizzati per strati di isolamento termico di apparecchiature termiche ad alta temperatura o forni che interagiscono direttamente con le fiamme. E il rivestimento di lavoro di apparecchiature termiche di precisione, ma non è adatto per il luogo di corrosione che entra direttamente in contatto con il liquido del forno e le scorie fuse. Ha anche una maggiore stabilità se utilizzato in atmosfera riducente. La temperatura di utilizzo dipende dalla purezza del prodotto, generalmente fino a 1650~1800°C. Vedere la Tabella 3-105 per gli indici fisici e chimici tipici di tali prodotti.
2. Mattoni refrattari termoisolanti ad alto contenuto di alluminio
I mattoni refrattari termoisolanti ad alto contenuto di alluminio sono prodotti refrattari termoisolanti con un contenuto non inferiore al 48% ricavati dalla materia prima principale. I mattoni refrattari per isolamento termico ad alto contenuto di allumina sono costituiti principalmente da bauxite come materia prima, combinata con argilla come materia prima, mescolata con leganti e segatura. Per migliorare le prestazioni del prodotto vengono aggiunti allumina industriale, corindone, sillimanite, cianite e silice. La polvere fine può essere trasformata in prodotti con diverse densità apparenti e diverse temperature massime di utilizzo. Di solito, la temperatura di utilizzo è 1250~1350℃ e alcuni possono raggiungere 1550℃.
I mattoni isolanti ad alto contenuto di alluminio sono prodotti principalmente con il metodo della schiuma e la densità del volume del prodotto è compresa tra 0,4 ~ 1,0 g/cm3 e possono anche essere fabbricati con il metodo degli additivi per incenerimento. Gli indici fisici e chimici dei mattoni refrattari termoisolanti ad alto contenuto di alluminio sono mostrati nella Tabella 3-106.
I mattoni refrattari termoisolanti ad alto contenuto di alluminio possono essere utilizzati per costruire strati e parti termoisolanti che non siano corrosi e raschiati da materiali fusi resistenti ad alta temperatura. Quando sono a diretto contatto con la fiamma, la temperatura di contatto superficiale dei mattoni refrattari termoisolanti generali ad alto contenuto di alluminio non deve essere superiore a 1350 ℃. I mattoni refrattari termoisolanti mullite possono entrare in contatto diretto con la fiamma e avere le caratteristiche di resistenza alle alte temperature, elevata resistenza e significativo effetto di risparmio energetico. È adatto per il rivestimento di forni di pirolisi, forni ad aria calda, forni a rulli per ceramica, forni elettrici a cassetto per porcellana e vari forni a resistenza. Il mattone refrattario termoisolante in corindone-mullite con un contenuto di Al2O3 dell'82,4% può essere utilizzato come rivestimento del forno a 1550°C.
3. Mattoni refrattari isolanti a base di argilla
I mattoni refrattari termoisolanti a base di argilla sono prodotti refrattari termoisolanti con un contenuto di Al2O3 del 30% -48% costituiti da argilla refrattaria come materia prima principale, utilizzando argilla refrattaria, perle galleggianti e clinker di argilla refrattaria come materie prime, aggiungendo leganti e segatura. Con la miscelazione, la miscelazione, la formatura, l'essiccazione e la cottura, è possibile ottenere prodotti con una densità apparente di 0,3~1,5 g/cm3 e il volume di produzione rappresenta più della metà dei mattoni refrattari termoisolanti.
Il processo di produzione comunemente utilizzato di mattoni refrattari termoisolanti in argilla è il metodo di aggiunta per incenerimento con sfere galleggianti e può essere utilizzato anche il metodo della schiuma. Vedere la Tabella 3-107 per gli indici fisici dei mattoni refrattari termoisolanti a base di argilla.
I mattoni refrattari termoisolanti a base di argilla hanno una vasta gamma di applicazioni. Sono utilizzati principalmente in apparecchiature termiche e forni industriali. Possono essere utilizzati per parti che non sono corrose e lavate da materiali fusi resistenti ad alta temperatura. Alcune superfici a diretto contatto con la fiamma sono rivestite con uno strato. Il rivestimento refrattario può ridurre l'erosione da parte delle scorie e della polvere di gas del forno e ridurre i danni. La temperatura di lavoro del prodotto non supera la temperatura di prova della linea di ritorno. Il mattone isolante in argilla appartiene a un tipo di materiale isolante leggero con più pori. Questo materiale ha una porosità compresa tra il 30% e il 50% e il suo isolamento termico è scarso, ma la sua resistenza meccanica e alla corrosione è buona.
4. Mattoni refrattari isolanti in silicone
Il mattone refrattario termoisolante siliceo è costituito da silice come materia prima principale e il prodotto refrattario termoisolante con un contenuto di SiO2 inferiore al 91%. Oltre alle proprietà di isolamento termico, i mattoni refrattari in silicio mantengono in larga misura le caratteristiche dei mattoni in silicio. La temperatura iniziale di rammollimento del carico è elevata e il volume si espande leggermente durante il processo di riscaldamento, migliorando l'integrità del forno.
Le prestazioni del grado GGR-1.20 dei mattoni refrattari silicei termoisolanti per forni industriali specificate nello standard industriale metallurgico cinese YB386-1994, la densità apparente non è superiore a 1,2 g/cm3, la resistenza alla compressione a temperatura ambiente non è inferiore superiore a 5 MPa e la temperatura iniziale di rammollimento sotto carico inferiore a 0,1 MPa non è inferiore a 1520 ℃, il contenuto di SiO2 non è inferiore al 91%.
Questo prodotto è adatto per il rivestimento di forni industriali o strati di isolamento termico che non sono direttamente a contatto con materiali fusi ad alta temperatura e non sono direttamente esposti a gas corrosivi. La temperatura di esercizio della muratura non supera i 1550°C.
I mattoni refrattari termoisolanti a base di silice sono più dannosi per il corpo umano a causa della polvere di silice e il processo è più complicato rispetto ai mattoni refrattari termoisolanti in argilla e ad alto contenuto di alluminio e rappresenta una piccola percentuale della produzione totale di materiali refrattari termoisolanti.
5. Mattoni refrattari per isolamento in diatomite
Il mattone isolante termico in diatomite è un prodotto refrattario per l'isolamento termico costituito da diatomite come materia prima principale. Il mattone isolante termico in diatomite ha pori chiusi fini, elevata porosità, buone prestazioni di isolamento termico, ma bassa resistenza meccanica, soprattutto dopo essere stato umido, la resistenza diminuisce in modo significativo. La sua composizione chimica principale è SiO2, seguita da Al2O3, oltre a ferro e potassio. , Sodio, calcio, ossidi di magnesio e altre impurità.
Gli indici fisici dei mattoni isolanti in diatomite sono mostrati nella Tabella 3-108. I prodotti in mattoni isolanti di diatomite hanno una scarsa resistenza al calore e la refrattarietà è solo di circa 1280 ℃, quindi la temperatura di utilizzo non è elevata. Può essere utilizzato solo nello strato isolante al di sotto di 900°C.
6. Prodotti a base di perlite espansa
I prodotti a base di perlite espansa sono prodotti refrattari termoisolanti costituiti da perlite come componente principale. Prodotti isolanti costituiti da perlite espansa come aggregato e cemento appropriato, vetro solubile, fosfato, ecc., dopo agitazione, miscelazione, formatura, essiccazione, tostatura o stagionatura. La densità della perlite espansa è relativamente piccola, generalmente solo 40~120 g/cm3; la refrattarietà non è elevata, generalmente 1280~1360°C. La temperatura massima di utilizzo di prodotti con leganti diversi è diversa, solitamente inferiore a 1000°C.
I prodotti a base di perlite espansa sono classificati nelle categorie 200, 250, 300 e 350 kg/m34 in conformità con la densità apparente dei prodotti nello standard nazionale. A seconda del tipo di cemento utilizzato, è suddiviso in prodotti di perlite espansa legati con cemento, prodotti di perlite espansa legati con vetro ad acqua, prodotti di perlite espansa legati con fosfato e prodotti di perlite espansa legati con asfalto.
7. Prodotti in vermiculite espansa
I prodotti in vermiculite espansa sono prodotti refrattari termoisolanti con vermiculite espansa come materia prima principale. La produzione di prodotti di vermiculite espansa si basa su una determinata dimensione di vermiculite espansa come aggregato, aggiungendo additivi e leganti, mescolando con acqua in una determinata proporzione e formando, essiccando, arrostendo o indurendo per formare prodotti di isolamento termico. Prodotti con densità apparenti, additivi e leganti diversi hanno temperature massime di utilizzo diverse e solitamente vengono utilizzati strati di isolamento termico inferiori a 1000°C. Esistono molti tipi di prodotti di vermiculite espansa, che solitamente vengono classificati in base al tipo di legante utilizzato e al tipo di aggregato utilizzato. A seconda dell'agente legante, può essere suddiviso in prodotti leganti organici, prodotti leganti inorganici e prodotti leganti compositi organici e inorganici. A seconda del tipo di aggregato utilizzato, può essere suddiviso in prodotti aggregati singoli, aggregati multipli e prodotti additivi.
La vermiculite espansa ha una bassa conduttività termica, una bassa resistenza e non può essere impermeabile, quindi la sua applicazione è notevolmente limitata. Quando si utilizza materiale cementante ad alta resistenza per incollare la vermiculite espansa in un prodotto finito, avrà una resistenza maggiore rispetto alla vermiculite espansa e potrà sopportare un carico maggiore; quando si utilizza materiale cementante impermeabile per unire insieme la vermiculite espansa, il prodotto risultante ha prestazioni impermeabili e può essere utilizzato dove è presente acqua. La conduttività termica del legante è solitamente superiore a quella della vermiculite espansa, quindi l'aggiunta del legante fa sì che la pietra d'ostrica espansa abbia nuovi usi, ma riduce anche l'effetto di isolamento termico della vermiculite espansa.
8. Scheda in silicio di calcio
Il pannello in silicato di calcio è costituito da farina fossile e calce come materie prime principali, e i prodotti refrattari termoisolanti realizzati aggiungendo fibre di rinforzo sono anche chiamati pannelli in silicato di calcio e pannelli in silicato di calcio microporoso. Il pannello in silicato di calcio è diviso in due categorie in base alla sua composizione: uno è il pannello in silicato di calcio ordinario, la composizione chimica di CaO/SiO2 è circa 0,8, la composizione minerale è tobermorite (tobermorite, 5CaO·6SiO2·5H2O); l'altro è silicato duro di calcio, la composizione chimica di CaO/SiO2 è circa 1,0 e la composizione minerale è silicato duro di calcio.
Il silicato di calcio ha proprietà eccellenti come capacità ridotta, forte separazione, bassa conduttività termica, costruzione conveniente e basso tasso di perdita. La densità dei pannelli in silicato di calcio è per lo più specificata nel mondo come non superiore a 220 kg/m3, e alcuni sono ulteriormente suddivisi in 33 tipi non superiori a 220 kg/m3, non superiori a 170 kg/m3 e non superiori a 130 kg/m; La Cina è classificata come non superiore a 240 kg/cm3, non superiore a 220 kg/cm3, non superiore a 170 kg/cm33 tipi. La resistenza alla compressione è superiore a 0,4 MPa, la resistenza alla flessione è superiore a 0,2 MPa; la conduttività termica (70℃±5℃) è 0,049～0,064W/(m·K) la temperatura operativa più alta e la mullite torbe è 650℃, il tipo silicato di calcio è 1000℃.
Il pannello in silicato di calcio può essere segato o inchiodato e può essere trasformato in pannelli, blocchi o involucri. Può essere utilizzato come materiale isolante termico per condotte termiche e forni industriali nell'energia elettrica, nell'industria chimica, nella metallurgia, nelle navi, ecc.; isolamento antincendio e termico di edifici, strumenti e attrezzature. Può essere utilizzato anche per lo strato di isolamento termico del forno di essiccazione ad alta temperatura e della piattaforma del forno a tunnel; entrambi i lati del pannello in silicato di calcio possono essere incollati con impiallacciatura di plastica, compensato, pannello in cemento-amianto, ecc. Può essere utilizzato come materiale isolante termico. La maggior parte dei materiali tecnici per l'isolamento termico nel mondo utilizzano pannelli di silicato di calcio e in alcuni paesi l'utilizzo di pannelli di silicato di calcio per l'isolamento termico nel settore rappresenta dal 70% all'80%.
9. Mattone a particelle galleggianti (mattone Cenosfera)
I mattoni Cenosphere sono prodotti refrattari termoisolanti costituiti da cenosfere come materia prima principale. All’inizio degli anni ’70, il mio paese iniziò a utilizzare cenosfere di ceneri volanti per produrre mattoni refrattari termoisolanti a base di argilla. Grazie al processo semplice e alle risorse abbondanti, la qualità del prodotto è buona. Dagli anni '80, per produrre i mattoni Cenosphere è stato utilizzato il metodo del clinker poroso o l'aggiunta di cenosfere di ceneri volanti.
I mattoni Cenosphere sono sfere cave di vetro silicato di alluminio flottate da ceneri volanti provenienti da centrali termoelettriche. Ha peso leggero, parete sottile, superficie cava e liscia, bassa conduttività termica, buone prestazioni di isolamento, elevata refrattarietà ed elevata resistenza alla compressione. E altre prestazioni. Utilizzando queste caratteristiche delle cenosfere, è possibile produrre materiali refrattari termoisolanti con eccellenti prestazioni di conservazione del calore. La produzione dei mattoni cenosferici può essere formata con il metodo semisecco, che ha un processo semplice e non richiede un processo di finitura.
I mattoni Cenosphere sono superiori ai materiali di isolamento termico esistenti a blocco intermedio in termini di resistenza meccanica, resistenza alle alte temperature, conduttività termica e prestazioni d'uso e sono paragonabili alle fibre di silicato. Questo materiale è ampiamente utilizzato in vari forni industriali ad alta temperatura a una temperatura di 1200°C per raggiungere lo scopo di migliorare l'efficienza termica e ridurre il consumo energetico. I mattoni Cenosphere sono utilizzati nei forni industriali e nelle apparecchiature ad alta temperatura nei settori metallurgico, meccanico, chimico, petrolifero, dei materiali da costruzione, nell'industria leggera, nell'energia elettrica e in altri settori. In generale, possono risparmiare energia dal 15% al 40%. È un buon nuovo tipo di partizione leggera. Materiale termico.
10. Mattone a sfera cava
Un mattone a sfera cava di allumina
Il mattone a sfera cava di allumina è un prodotto refrattario termoisolante con sfera cava di allumina come materia prima principale. Gli indicatori tecnici tipici dei mattoni a sfera cava di allumina sono: il contenuto di Al2O3 non è inferiore al 98%, il contenuto di SiO2 non è superiore allo 0,5%, il contenuto di Fe2O3 non è superiore allo 0,2%, la densità apparente è 1,3~1,4 g/cm3, porosità apparente è 60%~80%, la resistenza alla compressione non è inferiore a 9,8 MPa, la temperatura di rammollimento del carico (0,2 MPa) non è inferiore a 1700 ℃ e la conduttività termica è 0,7 ~ 0,8 W/(m·K).
Rispetto ai normali prodotti isolanti termici e refrattari, il mattone a sfera cava di allumina è caratterizzato da un gran numero di pori chiusi nel prodotto. Pertanto, ha un'elevata resistenza e una struttura dei pori stabile, bassa densità e bassa conduttività termica. Viene utilizzato principalmente per rivestimenti di forni industriali ad alta temperatura inferiori a 1800 ℃, come i mattoni di rivestimento di forni ad alta temperatura nell'industria refrattaria, elettronica e ceramica; strati isolanti termici per apparecchiature termiche ad alta temperatura, come forni di gassificazione nell'industria petrolchimica, forni a gas, reattori industriali a carbone, mattoni isolanti per forni a induzione nell'industria metallurgica.
B Mattone a sfera cava in zirconio
Il mattone a sfera cava di zirconio è un prodotto refrattario termoisolante costituito da sfere cave di zirconio come materia prima principale. La fase cristallina principale di questo mattone è la zirconia cubica (circa dal 70% all'80% della composizione minerale) e le sue prestazioni tipiche sono: la refrattarietà è superiore a 2400 ℃, la porosità apparente è del 55%~60%, la densità del volume è 2,5~3,0 g/cm3, la resistenza alla compressione non è inferiore a 4,9 MPa e la conduttività termica è 0,23~0,35 W/(m·K).
Le sfere cave di zirconio sono prodotti refrattari termoisolanti con prestazioni eccellenti. La temperatura massima di utilizzo sicuro è 2200 ℃. I mattoni a sfera cava in zirconio hanno una resistenza alle alte temperature relativamente elevata e una struttura dei pori stabile, quindi possono essere utilizzati in sicurezza a una temperatura elevata di 2200 ℃. I mattoni a sfera cava in zirconio hanno una bassa densità e una bassa conduttività termica, che non solo possono ridurre la perdita di calore, ma anche ridurre l'accumulo di calore. Pertanto, come materiale di rivestimento ad alta temperatura che entra direttamente in contatto con la fiamma in apparecchiature termiche come metallurgia, petrolio, industria chimica, elettronica, ecc., può ridurre il consumo di energia e ridurre il peso del forno ad alta temperatura e l'uso l'effetto è buono.
Orario di pubblicazione: 26-nov-2021