无机耐火材料 第七章课件.ppt

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1、第七章隔热和特殊耐火材料2021/9/14第一节隔热耐火材料定义：隔热耐火材料是指气孔率高、体积密度低、热导率低的耐火材料，又称轻质耐火材料。2021/9/141分类按使用温度：低温隔热材料（小于900℃），如硅藻土、石棉砖；中温隔热材料（900-1200℃），如蛭石、轻质粘土砖；高温隔热材料（大于1200℃），如轻质刚玉砖。按使用方式：直接向火；非直接向火按体积密度：一般轻质（体积密度0.6-1.0g/cm3）；超轻质（体积密度0.3-0.4g/cm3）按生产方法：可燃加入物法；泡沫法和化学法按原料：粘土，高铝，硅质，镁质

2、2021/9/142隔热原理轻质耐火材料是晶相、非晶相等固相和气相的多相体系，其热传递的起因和过程及其复杂。由于耐火材料的成分和组织结构不同，只能说耐火材料的导热集分子、电子、声子、光子导热与一身，以后两种方式为主。2021/9/143类型a颗粒型（一般轻质隔热砖、漂珠砖、空心球砖等）b纤维型（非晶纤维，多晶纤维，单晶纤维，复合多相）c纤维-颗粒型（纤维和耐火骨料加工而成）d多层反射复合型（由纤维和陶瓷涂层与金属的反射屏多层复合）e轻质散装料（由轻质隔热颗粒组成的填充料层）2021/9/144相分布与热导率关系a平板式的相分

3、布b主要相为连续相c主要相为不连续相2021/9/145热传递方式及研制新型高效隔热耐火材料的原则a传导b辐射c对流应考虑:a热导率尽可能小b多微孔c添加阻光剂2021/9/146热导率与温度、体积密度和气孔的关系a与温度成直线关系b与体积密度成直线关系c与气孔率成反比关系d大气孔导热高2021/9/147轻质耐火材料的生产工艺1）烧尽加入物法。也叫可燃物加入法。在制砖的泥料中加入容易烧尽的可燃物，如炭末、锯木屑等，使制品在烧成后具有一定的气孔。2)泡沫法。在制砖的泥料中加入泡沫剂，如松香皂等，并以机械方法使之起泡，经烧成后

4、获得多孔的制品。3)化学法。利用能适当产生气体的化学反应，在制砖工艺过程中获得一种多孔的制品，通常用白云石或方镁石加石膏，以硫酸作发泡剂。4）多孔材料法。用天然的硅藻土或人造的粘土泡沫熟料、氧化铝或氧化锆空心球等多孔原料制取轻质耐火砖。2021/9/147.1高铝质隔热耐火砖高铝质隔热耐火砖，主要采用铝矾土原料，结合粘土作原料，掺入结合剂和锯木屑，为了提高产品性能，添加工业氧化铝、刚玉、硅线石、蓝晶石、硅石的细粉，可制得不同体积密度，最高使用温度不同的的制品，通常使用温度1250～1350℃，有的可达1550℃。高铝质隔热砖

5、多用泡沫法生产，制品的体积密度在0.4～1.0g/cm3之间，也可采用烧尽加入物法制造。用泡沫法生产包括泡沫剂的制备、泡沫泥浆的调配、成型、干燥和烧成五部分，工艺流程见图1。2021/9/14（1）泡沫剂的制备将松香（31％），NaOH（6.1％），水（62.9％）的混合物放入耐碱侵蚀的加热器中，加热到70～90℃，松香全部溶解皂化。冷却后在0.147mm筛网上用盐水洗涤3～4次，然后再用清水冲洗1～2次，使pH值达到8～9即得到浅黄色膏状松香皂。将松香皂加入到热胶水中搅拌均匀便成松香皂泡沫剂。常用明矾和硫酸铝作泡沫稳定剂。

6、（2）泡沫泥浆的调制将经过细粉碎的结合粘土，高铝矾土熟料以及筛分好的锯末屑，按配比与水搅拌而制成泥浆。2021/9/14（3）成型砖模可采用木模或金属模，砖模工作面要求光滑并涂润滑剂，将砖模放在有垫纸的干燥板上，注入泡沫泥浆。为了防止制品产生大气泡而影响组织结构，注浆应缓慢进行并在模内将泥浆翻拌或震动以便排气，然后用木板刮掉余浆。（4）干燥浇注后带模在40℃左右下干燥18～20h，待砖模周边拉开3～5mm缝隙时脱模，继续进行干燥，这时温度可以提高到80～90℃；如果在隧道干燥窑中干燥，入口温度不应超过40℃，出口温度不应超过

7、150℃。2021/9/14（5）烧成用侧码装窑，用硅砖打架，将砖坯码在架内，码架高度不应超过1.6m.根据制品体积密度大小和Al2O3含量的高低确定装窑部位和止火温度。止火温度通常为1320～1380℃，保温时间5～8h。2021/9/14苛性钠水1:9NaOH溶液（70~90℃加热）松香皂松香皂泡沫剂+稳定剂泥浆松香矾土熟料粘土水锯末屑水胶泡沫泥浆浇注成型干燥烧成整形氧化铝打泡纸浆成品2021/9/147.2轻质粘土制品的生产粘土质隔热耐火砖以耐火粘土为主要原料制成的Al2O3含量30％～48％的隔热耐火制品。采用耐火粘

8、土、漂珠、耐火粘土熟料作原料，掺加结合剂和锯木屑经配合、混合、成型、干燥、烧成，可制得体积密度0.3～1.5g/cm3的产品，生产量占隔热耐火砖一半以上。粘土质隔热耐火砖常用的生产工艺是加漂珠的烧尽加入物法，也可用泡沫法工艺。2021/9/14（1）原料结合剂锯末屑原料耐火粘土、粘土熟料、