1.耐火材料 能承受高温作用而不易损坏的材料,称为耐火材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。 (1)耐火材料的主要性能指标和分类: 1)耐火材料的主要性能指标。 ①耐火度。耐火度是耐火材料受热后软化到一定程度的温度。耐火度高,表示耐火材料承受高温作用的能力强。它不是材料的熔化温度,也不是材料的许用温度。耐火材料的耐火度通常高于1580℃; ②荷重软化温度。荷重软化温度是耐火材料在给定负荷(例如20MPa)作用下,以给定速度加热到试样开始塑性变形或产生给定变形量的温度,又称为材料的荷重软化点。荷重软化温度越高,则材料的高温强度越好。粘土耐火砖的耐火温度约为1730℃,荷重软化温度约为1350℃,而它的长期使用温度约为1000℃左右; ③高温化学稳定性。高温化学稳定性是耐火材料抗炉气和炉料腐蚀的能力; ④抵抗温度变化的能力越好,则耐火材料在经受温度急剧变化时越不易损坏; ⑤抗压强度要好; ⑥密度和比热容。密度和比热容要小,这样可以减少耐火材料加热时吸收的热量,使加热速度加块,但是密度小时,耐火材料的强度较低; ⑦热导率要小,隔热性能要好,电绝缘性能要好。 2)耐火材料的分类。 ①耐火砌体材料。按材质高低分为普通耐火材料和特种耐火材料;按材料密度分为重质耐火材料和轻质耐火材料;按耐火材料的主要化学成分分为粘土砖、高铝砖、硅砖、氧化铝砖、石墨和碳制品以及碳化硅制品等。普通耐火材料是用量最多,应用面最宽的耐火材料。如多数炼铁高炉、炼钢炉、加热炉的炉衬,均采用这类耐火材料砌成。 ②耐火水泥及混凝土。低钙铝酸盐耐火水泥是用优质铝钒土和石灰石,按一定比例配合经烧结、磨细制成。低钙铝酸盐水泥与耐火砖细块掺和,可制成耐火混凝土,用于某些高温窑炉和加热炉的内衬;也可与轻质耐火砖细块掺和制成耐火隔热材料,或与石棉掺和制成石棉耐火水泥制品。 耐火混凝土与普通耐火砖比较,具有施工简便、价廉和炉衬整体密封性强等优点,但强度较低。按照胶结料的不同,耐火混凝土分为水硬性耐火混凝土、火硬性耐火混凝土和气硬性耐火混凝土;按照密度的高低,可分为重质耐火混凝土和轻质耐火混凝土两类。 2.耐火隔热材料 耐火隔热材料又称为耐热保温材料。它是各种工业用炉(冶炼炉、加热炉、锅炉炉膛)的重要筑炉材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛭石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉,以及它们的制品如板、管、砖等。 (1)硅藻土耐火隔热保温材料。硅藻土耐火隔热保温材料是目前应用最多、最广的耐火隔热保温材料。硅藻土耐火保温砖、板、管,具有气孔率高,耐高温及保温性能好,密度小等特点。使用这种材料,可以减少热损失,降低燃料消耗,减薄炉墙厚度,减轻炉体重量,降低工程造价,缩短窑炉周转时间,提高生产效率,而且还有用于900℃以下热工设备保温时,永不变质等优点。 硅藻土砖、板广泛用于电力、冶金、机械、化工、石油、金属冶炼电炉和硅酸盐等工业的各种热体表面及各种高温窑炉、锅炉、炉墙中层的保温绝热方面。硅藻土管广泛用于各种化工、石油、气体、液体高温过热管道及其他高温设备的保温绝热方面。 (2)硅酸铝耐火纤维。硅酸铝耐火纤维是轻质耐火材料之一。它形似棉花,呈白色纤维状,具有密度小、耐高温、热稳定性好、热导率低、比热容小、抗机械振动好、体胀系数小和优良的隔热性能。因此,硅酸铝耐火纤维及其制品(毡、板、砖、管等)和复合材料,广泛地用于冶金、机械、建筑、化工和陶瓷工业中的热力设备,如锅炉、加热炉和导管等的耐火隔热材料。 (3)微孔硅酸钙保温材料。微孔硅酸钙保温材料制品是用硅藻土、石灰、石棉和水玻璃等混合材料压制而成。其表观密度小、强度高、传热系数低且不燃烧、不腐蚀、无毒和无味,可用于高温设备热力管道的保温隔热工程。 |