断熱耐火物とは、高気孔率、低嵩密度、低熱伝導率の耐火物を指し、軽量耐火物とも呼ばれます。 断熱性耐火物、耐火物繊維、耐火物繊維製品などを含みます。 使用温度による：低温断熱耐火材料、使用温度は900℃未満、例えば珪藻土断熱レンガ、膨張シリカ製品、シリカカルシウム板、膨張パーライト製品など。 中温断熱耐火物、使用温度900〜1200℃、例えば粘土断熱耐火レンガ、ケイ酸アルミニウム耐火繊維など。 高温断熱耐火物、使用温度は1200℃以上、高アルミニウム断熱耐火レンガ、アルミナ断熱耐火レンガ、珪質断熱耐火レンガ、アルミナ中空ボールレンガ、ジルコニア中空ボールレンガ、高アルミナ耐火物など繊維、多結晶耐火繊維（多結晶アルミナ繊維、多結晶ジルコニア繊維、多結晶ムライト繊維）など
断熱性耐火物の製造には、軽量原料法、焼成法、発泡法、化学法など、多孔質構造を形成できる加工法が主に採用されています。 ケイ酸アルミニウム耐火性繊維、高アルミナ耐火性繊維などの非晶質耐火性繊維は、通常、溶融によって製造される。 ムライト繊維、アルミナ繊維などの多結晶高融点繊維はコロイド法により製造されます。
断熱耐火物の主な特徴は、一般に 45% 以上の高い気孔率です。 かさ密度が低く、通常は 1.5g/cm3 を超えません。 熱伝導率が低く、ほとんどの場合は 1.0W/(m・K) 未満です。 主に工業炉の断熱材として使用され、炉の熱損失を減らすだけでなく、炉の蓄熱量を減らし、最高の省エネ効果が得られ、熱機器の軽量化が可能です。 断熱耐火物は、一般の耐火レンガと比較して、耐スラグ腐食性、機械的強度、耐摩耗性が劣ります。 したがって、キルンの耐荷重構造やスラグ、装入物、溶融金属等が直接接触する部分には適しません。
断熱耐火物の分類方法
断熱用耐火物とは、気孔率が45％以上の耐火物を指します。 断熱性耐火物の主な特徴は、高い気孔率と低い体積密度です。 熱伝導率が低く、熱容量が小さく、断熱性能が良い。 保温性と耐熱性に優れています。 各種熱機器の断熱層として使用でき、一部は作業層としても使用できます。 各種窯建設用の省エネルギー資材です。 炉建材として一般的な緻密質耐火物を断熱性耐火物に置き換えることで、特に不連続熱設備の蓄熱・放熱ロスを40～50%削減できます。
断熱材・耐火物には多くの種類があり、使用温度、かさ密度、製品形状により大きく3つに分類されます。
(1) 体の密度によって分類されます。 かさ密度が0.4～1.3g/cm3のものは軽量レンガです。 かさ密度が0.4g/cm3未満のものは超軽量レンガです。
(2) 使用温度による分類。 低温断熱材の使用温度は600〜900℃です。 中温断熱材の場合は900〜120℃。 1200℃以上の高温断熱材。
(3) 製品の形状による分類: 1 つは、粘土、高アルミナ、シリコン、および一部の純酸化物軽量耐火レンガを含む成形型軽量耐火レンガです。 もう1つは、軽量耐火コンクリートなどの無定形軽量耐火レンガです。
断熱耐火物は一般の緻密質材料とは製造方法が異なります。 多くの方法があり、主に焼却法、発泡法、化学的法、多孔質体法などがあります。
1) 材料を焼いて添加する方法。 可燃物添加法とも呼ばれる。 レンガ泥に木炭やおがくずなどの燃えやすい可燃物を加え、焼成後の製品に一定の細孔を持たせます。
２）浸漬法。 レンガ用粘土にロジン石鹸などの発泡剤を加え、機械的に発泡させます。 焼成後、多孔質の生成物が得られる。
3) 化学的方法。 ガスを適切に発生できる化学反応を使用すると、レンガの製造プロセスで多孔質の製品が得られます。通常はドロマイトまたはペリクレースと石膏、および発泡剤としての硫酸を使用します。
4) 多孔質材料法。 天然珪藻土や人造粘土発泡クリンカー、アルミナやジルコニアなどの中空球などの多孔質原料を使用して軽量な耐火レンガを製造します。
熱伝導率が低く、熱容量が小さい断熱耐火物を炉体構造材として使用することで燃料消費量を節約できます。 設備の生産効率を向上させます。 また、炉本体の重量を軽減し、炉構造を簡素化し、製品の品質を向上させ、周囲温度を下げることができます。 労働条件を改善します。 断熱耐火製品は主に窯の断熱層、ライニングまたは断熱層として使用されます。
1. アルミナ断熱耐火レンガ
アルミナ系断熱耐火レンガは、溶融コランダム、焼結アルミナ、工業用アルミナを主原料としており、酸・アルカリ雰囲気に強く、耐還元性に優れ、耐熱衝撃性に優れた断熱耐火物です。 1700℃以下で長時間使用可能です。 製造プロセスは発泡法と焼却添加剤法の2種類を採用しています。 発泡法で製造された製品は、構造が均一で熱伝導率が低く、断熱性能が良いという特徴があります。
アルミナ質断熱耐火レンガは、軽量で圧縮強度が高く、熱伝導率が低く、再焼成後の体積収縮が少なく、耐熱衝撃性に優れています。 炎と直接接触する高温熱機器や炉の断熱層として使用できます。 精密熱機器の作動ライニングなどに使用されますが、炉内液や溶融スラグが直接触れる腐食箇所には適しません。 還元性雰囲気で使用した場合でも安定性が高くなります。 使用温度は製品の純度により異なりますが、通常1650～1800℃までとなります。 このような製品の代表的な物理的および化学的指標については、表 3-105 を参照してください。
2.高アルミニウム断熱耐火レンガ
高アルミニウム断熱耐火レンガは、アルミニウム含有量48%以上の断熱性耐火物を主原料とした製品です。 高アルミナ質断熱耐火レンガは、主にボーキサイトを原料とし、粘土を原料として結合剤、おがくずなどを配合して作られています。 製品の性能を向上させるために、工業用アルミナ、コランダム、シリマナイト、カイヤナイト、シリカが添加されています。 微粉末は、さまざまな嵩密度とさまざまな最高使用温度の製品を作ることができます。 通常使用温度は1250～1350℃ですが、1550℃に達するものもあります。
高アルミニウム断熱レンガは主に発泡法で製造され、製品の体積密度は0.4〜1.0g/cm3であり、焼却助剤法でも製造できます。 高アルミニウム断熱耐火煉瓦の物理的・化学的指数を表 3-106 に示します。
高アルミニウム断熱耐火レンガは、強力な高温溶融材料によって腐食されたり洗われたりしない断熱層や部品を構築するために使用できます。 一般の高アルミニウム断熱耐火煉瓦は、火炎と直接接触する場合の表面接触温度が1350℃以下である必要があります。 ムライト断熱耐火レンガは火に直接触れることができ、高温耐性、高強度、大幅な省エネ効果という特徴を持っています。 熱分解炉、熱風炉、セラミックローラーキルン、電気磁器引き出し窯、各種抵抗炉のライニングに適しています。 Al2O3含有量82.4%のコランダム・ムライト断熱耐火レンガは、1550℃の炉内張りとして使用できます。
3. 粘土系断熱耐火レンガ
粘土系断熱耐火煉瓦は、耐火粘土を主原料とし、耐火粘土、フローティングビーズ、耐火粘土クリンカーを原料として、バインダーや添加剤を加えたAl2O3含有量30%～48%の断熱耐火物です。おがくず。 混合、混合、成形、乾燥、焼成を行うことで、かさ密度0.3～1.5g/cm3の製品が得られ、その生産量は断熱耐火レンガの半分以上を占めます。
粘土断熱耐火煉瓦の製造方法は浮遊ビーズによる焼却添加法が一般的ですが、発泡法も使用できます。 粘土質断熱耐火煉瓦の物性指数は表3-107を参照してください。
粘土質断熱耐火レンガは幅広い用途に使用できます。 主に熱機器や工業炉で使用されます。 強い高温溶融物によっても腐食されず、洗浄される部品にも使用できます。 炎と直接接触する一部の表面は層でコーティングされています。耐火コーティングはスラグや炉ガスの粉塵による侵食を軽減し、損傷を軽減します。 製品の使用温度は戻りラインの試験温度を超えません。 粘土断熱レンガは、複数の細孔を持つ一種の軽量断熱材に属します。 この材料は気孔率が30%～50%で断熱性は劣りますが、機械的強度と耐食性は良好です。
4. シリコーン断熱耐火レンガ
シリカ質断熱耐火れんがは、シリカを主原料とし、SiO2含有量が91%以下の断熱耐火物です。 断熱特性に加えて、シリコン耐火レンガはシリコンレンガの特性を大幅に維持します。 負荷軟化の開始温度は高く、加熱プロセス中に体積がわずかに膨張するため、キルンの完全性が向上します。
中国冶金工業規格YB386-1994に規定された工業炉用珪質断熱耐火レンガGGR-1.20グレードの性能、かさ密度は1.2g/cm3以下、室温での圧縮強度はそれ以上5MPa以下、0.1MPa以下の荷重軟化開始温度が1520℃以上、SiO2含有量が91%以上。
高温の溶融材料に直接触れず、腐食性ガスに直接さらされない工業用窯のライニングや断熱層に適しています。 石積みの作業温度は1550°Cを超えません。
シリカ系断熱耐火レンガはシリカ粉塵による人体への有害性が高く、粘土や高アルミニウム断熱耐火レンガに比べて工程が複雑で、総生産量に占める割合は小さい。断熱性耐火物。
5.珪藻土断熱耐火レンガ
珪藻土断熱れんがは、珪藻土を主原料とした断熱耐火物です。 珪藻土断熱レンガは、微細な閉気孔、高い気孔率、優れた断熱性能を備えていますが、機械的強度が低く、特に湿った後は強度が著しく低下します。 その主な化学組成は SiO2 で、次に Al2O3、鉄、カリウムが続きます。 、ナトリウム、カルシウム、酸化マグネシウム、その他の不純物。
珪藻土断熱れんがの物性指数を表 3-108 に示します。 珪藻土断熱レンガ製品は耐熱性が低く、耐火温度が1280℃程度しかないため、使用温度は高くありません。 900℃以下の絶縁層でのみ使用できます。
6. 拡張パーライト製品
膨張パーライト製品は、パーライトを主成分とした断熱耐火物です。 骨材としての膨張パーライトと適切なセメント、水ガラス、リン酸塩などを撹拌、混合、成形、乾燥、焙煎、または硬化した後に作られた断熱製品。 膨張パーライトの密度は比較的小さく、一般にわずか 40~120g/cm3 です。 耐火度は高くなく、一般的には1280～1360℃です。 異なるバインダーを使用した製品の最高使用温度は異なりますが、通常は 1000°C 未満です。
膨張パーライト製品は、国家規格による製品のかさ密度に応じて、200、250、300、350kg/m34のカテゴリーに分類されます。 使用するセメントの種類に応じて、セメント結合膨張パーライト製品、水ガラス結合膨張パーライト製品、リン酸塩結合膨張パーライト製品、アスファルト結合膨張パーライト製品に分けられます。
7. 膨張バーミキュライト製品
膨張バーミキュライト製品は、膨張バーミキュライトを主原料とした断熱性耐火物です。 膨張バーミキュライト製品の製造は、骨材としての一定サイズの膨張バーミキュライトに基づいており、混和剤と結合剤を加え、特定の割合で水と混合し、成形、乾燥、焙焼または硬化して断熱製品を形成します。 嵩密度、混和剤、バインダーが異なる製品では最高使用温度も異なり、通常1000℃以下の断熱層が使用されます。 膨張バーミキュライト製品には多くの種類があり、通常は使用する結合剤の種類と骨材の種類に応じて分類されます。 結合剤に応じて、有機結合剤製品、無機結合剤製品、有機および無機複合結合剤製品に分けることができます。 使用する骨材の種類に応じて、単一骨材製品、複数骨材、および混和材製品に分類できます。
膨張バーミキュライトは熱伝導率が低く、強度が低く、防水加工ができないため、用途が大きく制限されます。 高強度のセメンティング材料を使用して拡張バーミキュライトを結合して完成品にすると、拡張バーミキュライトよりも高い強度が得られ、より大きな荷重に耐えることができます。 膨張バーミキュライトを防水接着材で接着した製品は防水性能があり、水のある場所でも使用できます。 通常、バインダーの熱伝導率は膨張バーミキュライトの熱伝導率よりも高いため、バインダーの添加により膨張オイスターストーンに新たな用途が生まれますが、膨張バーミキュライトの断熱効果も低下します。
8. カルシウムシリコン板
けい酸カルシウム板は、珪藻土と石灰を主原料とし、強化繊維を添加した断熱性耐火物をけい酸カルシウム板、微多孔質けい酸カルシウム板ともいいます。 ケイ酸カルシウム板は、その組成に応じて2つのカテゴリーに分類されます。1つは通常のケイ酸カルシウム板で、CaO / SiO2の化学組成は約0.8で、鉱物組成はトバモライト（トバモライト、5CaO・6SiO2・5H2O）です。 もう 1 つは硬質ケイ酸カルシウムで、CaO/SiO2 の化学組成は約 1.0、鉱物組成は硬質ケイ酸カルシウムです。
ケイ酸カルシウムは、小容量、強力な分離、低い熱伝導率、便利な施工、低い損失率などの優れた特性を持っています。 珪酸カルシウム板の密度は世界的には220kg/m3以下と規定されているものが多く、さらに220kg/m3以下、170kg/m3以下、130kg/m3以下の33種類に分かれるものもあります。 中国は240kg/cm3以下、220kg/cm3以下、170kg/cm3以下の33種類に分類されます。 圧縮強度は0.4MPa以上、曲げ強度は0.2MPa以上。 熱伝導率（70℃±5℃）は0.049～0.064W/(m・K)の最高使用温度で、トルベムライトは650℃、ケイ酸カルシウムタイプは1000℃です。
ケイ酸カルシウム板は鋸で切ったり釘で打ったりして、板、ブロック、またはケーシングに作ることができます。 電力、化学工業、冶金、船舶などの熱パイプラインや工業炉の断熱材として使用できます。 建物、機器、設備の防火、断熱、高温乾燥炉、トンネルキルンの車両プラットフォームの断熱層にも使用できます。 ケイ酸カルシウム板の両面にプラスチックベニヤ、合板、アスベストセメント板等を貼り付けて断熱材として使用できます。 世界のほとんどの断熱工学材料はケイ酸カルシウム板を使用しており、一部の国では業界の断熱材にケイ酸カルシウム板が70％から80％を占めています。
9. 浮遊粒子レンガ(セノスフィアレンガ)
セノスフィアレンガは、セノスフィアを主原料とした断熱耐火物です。 1970 年代初頭、我が国はフライアッシュ セノスフィアを使用して粘土ベースの断熱耐火レンガを製造し始めました。 シンプルなプロセスと豊富なリソースにより、製品の品質は良好です。 1980 年代以来、多孔質クリンカー法またはフライアッシュ セノスフィアの焼失添加法がセノスフィア レンガの製造に使用されてきました。
セノスフィアレンガは、火力発電所からの飛灰から浮遊させたケイ酸アルミニウムガラスの中空球体です。 軽量、薄肉、中空で滑らかな表面、低い熱伝導率、優れた断熱性能、高い耐火性、高い圧縮強度を備えています。 そしてその他のパフォーマンス。 このようなセノスフィアの特性を利用して、保温性能に優れた断熱耐火物を製造することができます。 セノスフィアレンガの製造は、工程が簡単で仕上げ工程が不要なセミドライ法で成形できます。
セノスフィアレンガは、機械的強度、耐高温性、熱伝導率、使用性能の点で既存のミッドブロック断熱材に比べて優れており、ケイ酸塩繊維に匹敵します。 この材料は、熱効率の向上とエネルギー消費量の削減を目的として、1200℃の高温の各種工業炉で広く使用されています。 セノスフィアレンガは、冶金、機械、化学、石油、建材、軽工業、電力などの分野の工業用窯や高温装置で使用されます。 一般に、15% ～ 40% のエネルギーを節約できます。 新しいタイプの軽量パーティションです。 サーマル素材。
10. 中空球レンガ
アルミナ中空球レンガ
アルミナ中空球れんがは、アルミナ中空球を主原料とした断熱性耐火物です。 アルミナ中空球煉瓦の代表的な技術指標は、Al2O3 含有量が 98% 以上、SiO2 含有量が 0.5% 以下、Fe2O3 含有量が 0.2% 以下、かさ密度が 1.3 ～ 1.4g/cm3、見掛け気孔率です。圧縮強度は9.8MPa以上、荷重（0.2MPa）の軟化温度は1700℃以上、熱伝導率は0.7～0.8W/(m・K)。
アルミナ中空球れんがは、通常の断熱材や耐火物に比べ、製品中に閉気孔が多いのが特徴です。 したがって、高い強度と安定した気孔構造、低密度、低い熱伝導率を備えています。 主に1800℃以下の高温の工業用窯ライニング、耐火物、エレクトロニクス、セラミックス産業の高温窯ライニングレンガなどに使用されます。 石油化学産業のガス化炉、ガス炉、石炭産業用反応器、冶金産業の誘導炉用断熱レンガなどの高温熱機器の断熱層。
B ジルコニア中空球レンガ
ジルコニア中空球れんがは、ジルコニア中空球を主原料とした断熱性耐火物です。 このれんがの主な結晶相は立方晶ジルコニア（鉱物組成の約 70% ～ 80%）であり、その典型的な性能は次のとおりです。耐火度は 2400℃以上、見掛け気孔率は 55% ～ 60%、体積密度は次のとおりです。比重は2.5～3.0g/cm3、圧縮強度は4.9MPa以上、熱伝導率は0.23～0.35W/(m・K)。
ジルコニア中空球は優れた性能を有する断熱耐火物です。 安全な最高使用温度は2200℃です。 ジルコニア中空球煉瓦は高温強度が比較的高く、気孔構造が安定しているため、2200℃の高温でも安全に使用できます。 ジルコニア中空ボールレンガは密度が低く熱伝導率が低いため、熱損失を減らすだけでなく、蓄熱も減らすことができます。 したがって、冶金、石油、化学工業、エレクトロニクスなどの熱機器において火炎に直接接触する高温ライニング材として、エネルギー消費量の削減と高温炉の軽量化が可能となり、効果は良いです。
投稿時間: 2021 年 11 月 26 日