隔热耐火材料需要满足哪些性能标准?河北耐火材料厂家告诉大家

在耐火材料中,隔热耐火材料需要满足哪些性能标准呢?本文河北耐火材料厂家具体介绍了隔热耐火材料。

一、隔热耐火材料的体积密度与气孔率

隔热耐火材料的体积密度和气孔率与其热导率、热容和强度等性能有密切关系,是隔热耐火材料的重要质量指标。

体积密度系指材料的质量与材料的总体积之比,当材料的化学和矿物组成时,它表示材料的密实程度。一般而言,一般隔热耐火材料的热导率随着体积密度的增加而提高。因此,为了提高隔热保温效果,一般选用密度尽量小的隔热材料。但事实上,隔热耐火材料的组织结构,即固相与气相的组合方式对材料的热导率有重要的影响,在选用隔热耐火材料时需要特别加以注意,在密度相同的情况下,热导率小的材料为纤维排列方向与热流传递方向垂直的耐火纤维隔热材料,其次为轻质耐火粉粒填充保温隔热层,固相连续的多孔结构制品,纤维与热流传方向平行的纤维隔热制品。

气孔率系指隔热材料的气孔体积与材料的总体积之比,以百分率表示。由于轻质隔热耐火材料的隔热功能主要就是利用气孔中空气的隔热作用,因而气孔率的大小对材料的导热性能有决定性的影响。它与体积密度正好相反,隔热材料的气孔率越高,其热导率越小。但是,如前所述,材料的性能取决于材料的组织结构。

二、隔热耐火材料的隔热性能

1、隔热耐火材料中的传热过程

在绝对零度时,耐火材料炉衬中的所有分子都处于绝对静止状态,一切分子运动都停止,没有热运动和热传递现象发生。当窑炉开始操作,温度升高,炉衬材料热面上的分子运动随之开始。随着窑炉温度的升高,分子运动加快和相互碰撞作用逐渐加剧。分子碰撞作用把动能从动能较高的分子传递给动能较低的其他分子,结果热从热面流向冷面,这种热传递机理称为热传导。与此同时,存在于耐火材料气孔中的空气会沿着气孔通道从炉衬的热面流向冷面,从而也把热量从炉衬的热面带至炉衬的冷面,这种热流动机理称为对流。不过,在耐火材料中,气孔和气孔通道通常都很小,气流阻力很大,因而耐火材料内的对流传热所起的作用甚小,一般都可以忽略不计。随着温度继续升高,受热分子的动能增大,并以电磁波的形式向四周辐射能量的能力增强,温度越高,辐射能力越强,这种传热机理称为辐射传热。从窑炉炉膛内经过耐火材料工作衬和隔热材料传递出的热量,从炉衬的冷面经对流和辐射传热散失在周围环境中。

隔热耐火材料是由一种或几种晶相、玻璃相和气相组成的非均质多相体系材料,使用温度可从低温、中温至1000℃以上的高温。因此,上述炉衬耐火材料内的热传递过程受材料的物相组成、性质、数量及其在材料中的分布情况等因素的影响。

2、气孔对传热的影响

隔热耐火材料的气孔率一般都在45%以上。也就是说,从体积上看,气相是隔热耐火材料的一种主要物相,显然,它对隔热耐火材料的热导率有举足轻重的影响。为分析方便起见,河北耐火材料施工厂家根据上述隔热耐火材料的组织结构特点,可把隔热耐火材料中的固相与气相的组合形式理想化的3种模型:固相与气相以平行板组合型;固相连续型;气相连续型。

三、隔热耐火材料的强度

由于隔热耐火材料的气孔率高,因而强度一般的较低,通常在使用时不承受荷重,并受致密耐火材料炉衬的保护。但是,为了防止运输和施工等过程的损坏,要求具有适当的强度。在有些情况下,隔热耐火材料直接与火焰和炉气接触,并承受荷重,在这种场合下使用时,隔热耐火材料的强度和抗气流冲刷作用的能力就变得重要了。

隔热耐火材料的强度与体积密度有着密切的关系,强度一般随体积密度的提高而提高。应当注意的是组织结构类型对强度有很大的影响。在体积密度相同的情况下,显然,固相连续的材料的强度较高,而气相连续的材料的强度则较低。例如,用泡沫法生产的轻质砖的强度要比用可燃物法生产的轻质砖的强度高。

四、隔热耐火材料的耐热性

由于轻质隔热耐火材料中含有大量的气孔,比表面很大,使用时受热和在负荷的作用下,易发生收缩变形并使隔热性能降低。因此,要求隔热耐火材料的体积和外形在长期使用过程中欧能保持稳定,即要求具有良好的体积稳定性。不然,收缩作用可导致炉体结构变形和产生裂纹,增加散热损失。因此,耐热性能是轻质隔热耐火材料的意向重要指标。隔热耐火材料的耐热性通常不取决于它们的耐火度,而主要是取决于抵抗在热作用下收缩变形的能力。国际上一般都以重烧收缩量不大于2%温度作为隔热耐火材料的使用温度。对于同一品种的隔热材料而言,使用温度一般是随着体积密度的增大而提高。显然,这是因为在体积密度大的材料中,固相颗粒之间的结合比较连续和牢固,因而可以保持较高的体积稳定性。

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