隔热耐火材要点PPT课件

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1、第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料6.1 隔热耐火材料概述隔热耐火材料概述6.2 隔热耐火材料定义和种类隔热耐火材料定义和种类6.3 隔热耐火材料的结构和性能隔热耐火材料的结构和性能6.4 隔热耐火砖隔热耐火砖 6.5 耐火纤维耐火纤维6.6 空心球及其制品空心球及其制品 6.16.1隔热耐火材料与节能隔热耐火材料与节能1.窑炉和热工设备的热损失窑炉和热工设备的热损失 冶金、建材、陶瓷、玻璃、化工及机电企业中冶金、建材、陶瓷、玻璃、化工及机电企业中热加工过程中工业窑炉的能耗可占总能耗的热加工过程中工业窑炉的能耗可占总能耗的4070%。 热效率都很低热效率都很低 能源能源利用率不到利用率不到3

2、0。 第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述工业窑炉的热损失工业窑炉的热损失: : 1) 从炉体表面各部位散失的热量；从炉体表面各部位散失的热量； 2) 炉体的蓄热损失；炉体的蓄热损失； 3) 水冷损失的热量；水冷损失的热量； 4) 接缝、孔眼和炉门等密封不严的部位泄漏损失的热量接缝、孔眼和炉门等密封不严的部位泄漏损失的热量； 5)排烟带走的废热损失。排烟带走的废热损失。 1)至至4)项热损失与保温隔热耐火材料的合理使用与否密切相关项热损失与保温隔热耐火材料的合理使用与否密切相关第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述各种工业窑炉的炉体散热损失各种工业窑炉的炉体散热损失产品名称产品名

3、称窑炉设备窑炉设备单位产品能单位产品能耗耗MJ/t产品产品炉体散热损失炉体散热损失MJ/t产品产品%水泥水泥回转炉回转炉554071013.0玻璃玻璃池窑池窑9500149015.7耐火材料耐火材料隧道窑隧道窑6700253037.8陶瓷陶瓷隧道窑隧道窑12140459037.8第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述炉体的表面热损失，达产品单位能耗的炉体的表面热损失，达产品单位能耗的1040 与窑炉的种类和保温隔热耐火材料的利用有关与窑炉的种类和保温隔热耐火材料的利用有关炉体的蓄热损失炉体的蓄热损失连续操作的窑炉不太重要。窑炉通常运行数月至连续

4、操作的窑炉不太重要。窑炉通常运行数月至数年才需停炉维修。数年才需停炉维修。第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述间歇式不连续使用的窑炉，炉衬耐火材料的蓄热损失达间歇式不连续使用的窑炉，炉衬耐火材料的蓄热损失达525。 与窑炉的尺寸、炉墙厚度、砌体的热容量，材料的与窑炉的尺寸、炉墙厚度、砌体的热容量，材料的导热性和加热时间及温度等因素有关，导热性和加热时间及温度等因素有关，有水冷措施的窑炉，冷却水带走的热量损失有水冷措施的窑炉，冷却水带走的热量损失高达高达25以上。以上。窑炉不同部位上的孔眼、炉门、接缝等处漏出散失的热窑炉不同部位上的孔眼、炉门、接缝等处漏出散失的热量量高达高达35。第六章

5、隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述隔热耐火材料在工业窑炉节能中的作用隔热耐火材料在工业窑炉节能中的作用热损失类型热损失类型主要部位举例主要部位举例应用隔热耐火材料的对策举例应用隔热耐火材料的对策举例散热损失（对散热损失（对流与辐射）流与辐射）炉体表面，热力管道及炉体表面，热力管道及附属设备的表面附属设备的表面用隔热保温耐火材料加强绝热降低用隔热保温耐火材料加强绝热降低外表温度，用耐火纤维加强隔热外表温度，用耐火纤维加强隔热蓄热损失蓄热损失炉衬耐火材料砌体炉衬耐火材料砌体用热容量小的轻质耐火材料和耐火用热容量小的轻质耐火材料和耐火纤维材料做内衬纤维材料做内衬冷却损失冷却损失钢锭加热炉滑轨水冷

6、管钢锭加热炉滑轨水冷管线线用耐火材料与隔热材料复合强化隔用耐火材料与隔热材料复合强化隔热，降低冷却水温度热，降低冷却水温度泄露损失泄露损失炉门、窥孔、窑车接头炉门、窥孔、窑车接头等连接部位的缝隙等连接部位的缝隙用耐火纤维材料填塞密封用耐火纤维材料填塞密封第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述2.2.炉体表面的散热损失炉体表面的散热损失 建建筑筑在在厂厂房房内内的的工工业业窑窑炉炉，在在无无强强制制通通风风冷冷却却的的情情况况下下。从从炉体表面向周围环境散失的热量：炉体表面向周围环境散失的热量：Q散散自然对流散热自然对流散热Qc+辐射散热辐射散热QrQ散散= Qc+Qr=(hc+hr)(t

7、0-ta)式中式中 hc自然对流传热系数，自然对流传热系数，W/(mK)； hr辐射传热系数，辐射传热系数，W/(mK)； t0炉墙外表面炉墙外表面(冷面冷面)的温度，的温度，K； ta外界环境的温度，外界环境的温度，K。自然对流传热系数自然对流传热系数(hc)与炉墙的方位有关，与炉墙的方位有关， 垂直炉壁垂直炉壁： 炉顶：炉顶： 炉底：炉底： 辐射传热系数辐射传热系数(hr)与炉壁外表面与炉壁外表面(冷面冷面)的黑度的黑度第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述炉墙材料的黑体，炉墙材料的黑体，温度，温度，427538649871109213161399碳化硅碳化硅砖0.950.930.9

8、20.900.880.85硅硅砖0.980.800.700.680.670.65氧化氧化锆砖0.740.440.330.310.250.22氧化氧化铝砖0.450.370.310.280.340.37镁砖0.560.380.330.320.350.37隔隔热粘土粘土砖0.800.610.490.480.500.50第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述减少炉体表面散失热量的途径：减少炉体表面散失热量的途径：选用合适的隔热保温耐火材料，降低炉体外表面选用合适的隔热保温耐火材料，降低炉体外表面的温度。的温度。炉体的外表面温度，炉膛温度一定时，炉体的外表面温度，炉膛温度一定时，取决于炉取决于炉

9、壁的厚度和炉墙材料的导热系数。壁的厚度和炉墙材料的导热系数。第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述炉壁由三层不同的耐火材料构炉壁由三层不同的耐火材料构成，各层炉壁材料导热系数和厚度成，各层炉壁材料导热系数和厚度为为1、2和和3及及l1、l2和和l3；炉壁内表面（热面炉壁内表面（热面)的温度为的温度为t1，外表面，外表面(冷面冷面)的温度为的温度为t0各层间各层间界面温度为界面温度为t2和和t3；炉壁材料的导热系数取炉壁平炉壁材料的导热系数取炉壁平均温度时的导热系数。在稳定传热均温度时的导热系数。在稳定传热的时，的时，通过每一层炉壁的热量相等通过每一层炉壁的热量相等Q1=(t1-t2)/(

10、l1/1) =(t2-t3)/( l2/2)=( t3-t0) / (l3/3) =(t1 -t0)/(l1/1)+ ( l2/2)+ (l3/3) 第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述若炉壁由若炉壁由n层耐火材料构成层耐火材料构成: Qn=(t1-t2)/(l1/1) =(t2-t3)/( l2/2)=(tn-t0)/( ln/n)= (t1-t0)/ (l1/1)+ ( l2/2)+ +( ln/n) 式中式中(l1/1)、( l2/2)、 ( ln/n)称为材料的热阻。称为材料的热阻。炉炉壁壁的的热热阻阻愈愈大大，炉炉壁壁外外表表面面的的温温度度愈愈低低，从从炉炉壁壁外外表表面面

11、散散失失的热量损失也就愈少。的热量损失也就愈少。第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述减少炉壁外表面散失热量的方法：减少炉壁外表面散失热量的方法：加大炉壁的厚度加大炉壁的厚度 将导致炉体的蓄热量增加，使蓄热损失增大。将导致炉体的蓄热量增加，使蓄热损失增大。 选用导热系数小的各种保温隔热耐火材料选用导热系数小的各种保温隔热耐火材料。合合理理利利用用各各种种隔隔热热保保温温耐耐火火材材料料是是减减少少炉炉壁壁外外表表面面散散热损失的最佳选择。热损失的最佳选择。第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述3.炉体的蓄热损失炉体的蓄热损失 当当炉炉壁壁传传热热达达到到稳稳定定状状态态时时，可可计

12、计算算出出炉炉壁壁各各层层界界面面上上的的温度，可算出炉壁的蓄热量：温度，可算出炉壁的蓄热量：H 炉壁的蓄热量，炉壁的蓄热量，kJm2； 1、2、3 各层炉壁材料的体积密度，各层炉壁材料的体积密度，kgm3； C1，C2，C3 各层炉壁材料的比热容各层炉壁材料的比热容kJ(kgK)； ts 炉壁加热前的温度，炉壁加热前的温度，K。 第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述间间歇歇操操作作的的窑窑炉炉，在在一一个个生生产产周周期期中中，炉炉壁壁传传热热往往往往达达不不到到稳定状态，炉体的蓄热损失：稳定状态，炉体的蓄热损失：第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述式中式中 Q 炉体蓄热损失

13、，炉体蓄热损失，KJm 2；炉壁材料的体积密度，炉壁材料的体积密度，kg/m3；Cp炉壁材料的平均比热，炉壁材料的平均比热，KJ/(kgK) 炉壁材料的导热系数，炉壁材料的导热系数，kJ/(mK);H 升温加热时间，升温加热时间，h；T0、T分别为窑炉加热前后的温度；分别为窑炉加热前后的温度；F炉衬表面积，炉衬表面积，m2。减少炉体蓄热损失的措施有减少炉体蓄热损失的措施有：1)降低炉壁表面温度；降低炉壁表面温度；2)采用比热小、体积密度小和导热系数小的耐火材料；采用比热小、体积密度小和导热系数小的耐火材料；3)减薄炉壁的厚度。减薄炉壁的厚度。第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述采采用用

14、导导热热系系数数低低和和容容重重小小的的隔隔热热耐耐火火材材料料，尤尤其其是是采采用用新新型型的的耐耐火火纤纤维维材材料料，可可使使炉炉体体的的热热损损失失大大大大减减少少，节节约约大大量量能能源。源。第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述1-致密耐火砖致密耐火砖4-耐火纤维耐火纤维2-轻质耐火砖轻质耐火砖3矿棉矿棉a 致密耐火砖衬致密耐火砖衬230mm轻质耐火砖衬轻质耐火砖衬115mm、矿棉、矿棉25mm热损失热损失kw/m20.6140.5600.550b 致密耐火砖衬致密耐火砖衬230mm、矿棉、矿棉25mm蓄热蓄热 kJ/m2 548000 62300 20900c 耐火纤维衬耐

15、火纤维衬65mm、矿棉、矿棉110mm重量重量 kg/m256611336由不同材料建筑的炉壁散热和蓄热损失的比较由不同材料建筑的炉壁散热和蓄热损失的比较 采用高效隔热耐火材料间接方面节约大量的能源采用高效隔热耐火材料间接方面节约大量的能源：1) 炉炉体体外外形形保保持持不不变变，耐耐火火纤纤维维材材料料作作炉炉衬衬，炉炉衬衬厚厚度度减减薄薄，炉炉膛膛容容积积或或物物料料装装载载量量增增加加1.72.0倍倍，窑窑炉炉的的生生产产效效率率提提高。高。2)耐耐火火纤纤维维内内衬衬的的重重量量轻轻，热热容容小小，蓄蓄热热少少，使使窑窑炉炉的的升升温温和和冷冷却却时时间间显显著著缩缩短短，可可缩缩短短

16、1/3至至1/2，大大大大提提高高劳劳动动生生产产效率。效率。 第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述 3)耐耐火火纤纤维维材材料料的的容容重重小小，其其重重量量约约为为普普通通隔隔热热耐耐火火砖砖的的1/5l/10，可减少窑炉钢铁支架的钢材用量。，可减少窑炉钢铁支架的钢材用量。 节约钢材用量达节约钢材用量达30。 生生产产1t钢钢约约需需消消耗耗1t标标准准煤煤，应应用用耐耐火火纤纤维维材材料料代代替替致致密耐火砖制作窑炉内衬可以间接地大量节约能源。密耐火砖制作窑炉内衬可以间接地大量节约能源。第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述4.4.窑炉的水冷热损失窑炉的水冷热损失 工业窑炉

17、，为了防止某些窑炉部件的过热损毁，采取工业窑炉，为了防止某些窑炉部件的过热损毁，采取水冷措施。水冷措施。 因冷却水带走大量热量，浪费大量能源。因冷却水带走大量热量，浪费大量能源。 第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述5. 5. 窑炉的泄漏热损失窑炉的泄漏热损失 窑炉的炉门、炉盖、窥孔，热电偶插孔，电热元件的安装窑炉的炉门、炉盖、窥孔，热电偶插孔，电热元件的安装孔，及窑车之间的联接处等缝隙易发生热量的泄漏损失：外孔，及窑车之间的联接处等缝隙易发生热量的泄漏损失：外界冷空气，通过密封不良的孔隙侵入炉内会使炉温降低。界冷空气，通过密封不良的孔隙侵入炉内会使炉温降低。 面积面积10cm2的小孔

18、，每小时侵入炉内的空气量达的小孔，每小时侵入炉内的空气量达10m3。窑。窑炉密封不好，或炉门、炉盖不严也会造成大量的热损失。炉密封不好，或炉门、炉盖不严也会造成大量的热损失。 第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述第六章隔热耐火材料概述6.26.2隔热耐火材料定义和种类隔热耐火材料定义和种类1.1.定义：定义： 隔热耐火材料：隔热耐火材料： 气孔率高、体积密度低、热导率低、气孔率高、体积密度低、热导率低、具有绝热性能，对具有绝热性能，对热可起屏蔽作用的材料热可起屏蔽作用的材料，由

19、于隔热耐火材料的重量轻，由于隔热耐火材料的重量轻，又称又称轻质耐火材料轻质耐火材料 保温材料：保温材料：用在高于环境温度条件下防止热的流出损失用在高于环境温度条件下防止热的流出损失保冷材料：保冷材料：用于低了环境温度的条件下以防止热的流入用于低了环境温度的条件下以防止热的流入 第六章隔热耐火材料定义和种类第六章隔热耐火材料定义和种类2.隔热耐火材料分类隔热耐火材料分类a 按使用温度：按使用温度： 低温隔热材料（小于低温隔热材料（小于600），硅藻土、石棉砖；），硅藻土、石棉砖； 中温隔热材料（中温隔热材料（6001200），蛭石、轻质粘土砖），蛭石、轻质粘土砖； 高温隔热材料（大于高温隔热材料

20、（大于1200），轻质刚玉砖。），轻质刚玉砖。 b 按使用方式：按使用方式：直接向火；非直接向火直接向火；非直接向火 第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料定义和种类定义和种类c 按体积密度按体积密度：轻质（体积密度轻质（体积密度3）不大于）不大于1.3g/cm3； 超轻质（体积密度超轻质（体积密度3） d 按生产方法：按生产方法：可燃加入物法；泡沫法和化学法可燃加入物法；泡沫法和化学法 e 按原按原 料料 ： 粘土，高铝，硅质，镁质粘土，高铝，硅质，镁质第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料定义和种类定义和种类 隔热耐火材料按形态分类隔热耐火材料按形态分类类别类别特征特征举例举例粉粒状隔热材料粉

21、粒状隔热材料多孔颗粒隔热填料多孔颗粒隔热填料空心球隔热填料、空心球隔热填料、粉末隔热填料粉末隔热填料膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土等。各种氧化物空心球、氧土等。各种氧化物空心球、氧化铝粉、碳酸镁粉、炭素粉等化铝粉、碳酸镁粉、炭素粉等定型隔热材料定型隔热材料多孔、泡沫隔热制品多孔、泡沫隔热制品轻质耐火砖、泡沫玻璃等轻质耐火砖、泡沫玻璃等不定型隔热材料不定型隔热材料多孔、泡沫不定型隔热材料多孔、泡沫不定型隔热材料 各种轻质耐火混凝土、轻质浇各种轻质耐火混凝土、轻质浇注料注料纤维状隔热材料纤维状隔热材料棉状和纤维制品隔热材料棉状和纤维制品隔热材料石棉、玻璃纤维、岩棉、陶瓷石棉

22、、玻璃纤维、岩棉、陶瓷纤维、氧化物纤维及制品纤维、氧化物纤维及制品复合隔热材料复合隔热材料纤维复合材料纤维复合材料绝热板、绝热涂料、硅钙板绝热板、绝热涂料、硅钙板第六章隔热耐火材料定义和种类第六章隔热耐火材料定义和种类隔热材料按固相与气相的存在方式相分布状态分类：隔热材料按固相与气相的存在方式相分布状态分类：类别类别特征特征举例举例气相连续的隔气相连续的隔热材料热材料固相为孤立分散相固相为孤立分散相 粉粒料填充隔热层，粉粒料填充隔热层，可燃物可燃物法制造的轻质耐火砖法制造的轻质耐火砖固相连续的隔固相连续的隔热材料热材料气相为孤立分散相气相为孤立分散相 氧化物空心球制品氧化物空心球制品，粉煤灰，

23、粉煤灰漂珠隔热制品，漂珠隔热制品，泡沫法轻质泡沫法轻质砖砖，泡沫玻璃，泡沫玻璃混合结构的隔混合结构的隔热材料热材料气相和固相都为连气相和固相都为连续相续相纤维、棉状隔热材料，耐火纤维、棉状隔热材料，耐火材料毡，岩棉、玻璃棉保温材料毡，岩棉、玻璃棉保温材料材料第六章隔热耐火材料定义和种类第六章隔热耐火材料定义和种类6.3 隔热耐火材料的结构和性能隔热耐火材料的结构和性能 1. 隔热耐火材料的组织结构特点隔热耐火材料的组织结构特点 普通致密耐火材料：普通致密耐火材料：完全烧结的耐火制品，完全烧结的耐火制品， 气孔率小于气孔率小于20 气孔孔径较小。气孔孔径较小。粘土砖的孔径粘土砖的孔径260m；硅

24、砖为硅砖为1921m；镁砖为镁砖为2628m。轻质隔热耐火材料：轻质隔热耐火材料：气孔率气孔率45以上以上 气孔的孔径粗大气孔的孔径粗大可燃物加入物法制造的轻质砖的可燃物加入物法制造的轻质砖的孔径为孔径为0.11mm，用泡沫法生产的轻质氧化铝制品用泡沫法生产的轻质氧化铝制品的孔径为的孔径为0.10.5 mm氧化铝空心球轻质制品的孔径为氧化铝空心球轻质制品的孔径为0.55mm。第六章隔热耐火材料结构和性能第六章隔热耐火材料结构和性能隔热耐火材料的组织结构：隔热耐火材料的组织结构： 1) 气相连续结构型或开放气孔结构型。气相连续结构型或开放气孔结构型。显微结构特点显微结构特点： 固相固相(固态物质

25、固态物质)被气相被气相(气孔气孔)分割，成为断断续续的非分割，成为断断续续的非连续相。连续相。 结构中开口气孔占优势，气孔相互连通，成为气相结构中开口气孔占优势，气孔相互连通，成为气相(气孔气孔)连续的结构。连续的结构。 制备的材料：制备的材料： 轻质耐火粉粒填充的隔热耐火层，轻质耐火粉粒填充的隔热耐火层， 可燃物加入物法生产的大多数轻质隔热制品可燃物加入物法生产的大多数轻质隔热制品第六章隔热耐火材料结构和性能第六章隔热耐火材料结构和性能2) 固相连续结构型或封闭气孔结构型固相连续结构型或封闭气孔结构型 显微结构特点：显微结构特点： 大部分气孔以封闭气孔的形式存在。气相大部分气孔以封闭气孔的形

26、式存在。气相(气孔气孔)被连续的被连续的固相固相(固态物质固态物质)包围，形成固相连续而气相包围，形成固相连续而气相 (气孔气孔)被分割孤被分割孤立存在的结构特征。立存在的结构特征。 连续相为固相，气相连续相为固相，气相(气孔气孔)为非连续相。为非连续相。 制备材料：制备材料： 用泡沫法生产的轻质耐火制品用泡沫法生产的轻质耐火制品 各种氧化物空心球隔热制品各种氧化物空心球隔热制品第六章隔热耐火材料结构和性能第六章隔热耐火材料结构和性能3) 固相和气相都为连续相的混合结构型固相和气相都为连续相的混合结构型 显微结构特点：显微结构特点： 固相和气相都以连续相的形式存在。固相和气相都以连续相的形式存

27、在。 固态物质以纤维状形式存在构成连续固相骨架，固态物质以纤维状形式存在构成连续固相骨架， 气相气相(气孔气孔)则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中 制备材料：制备材料： 各种矿棉各种矿棉 耐火纤维隔热材料耐火纤维隔热材料 纤维复合材料。纤维复合材料。第六章隔热耐火材料结构和性能第六章隔热耐火材料结构和性能1-固相固相 2-气相（气孔）气相（气孔）3 -纤维纤维第六章隔热耐火材料结构和性能第六章隔热耐火材料结构和性能 隔热耐火材料的组织结构示意图隔热耐火材料的组织结构示意图a-气相连续结构型；气相连续结构型；b-固相连续结构型；固相连续结构型；c-固相与气相都为

28、连续结构型固相与气相都为连续结构型4 4）组织结构对传热的影响组织结构对传热的影响可燃物法生产的轻质砖的显微结构特点可燃物法生产的轻质砖的显微结构特点:它是松散的多孔结构，近似于气相为连续相的显微结构，它是松散的多孔结构，近似于气相为连续相的显微结构，固固相相断断断断续续续续，被被气气相相分分隔隔，空空气气可可起起很很好好的的热热阻阻作作用用，而它的导热系数较小。而它的导热系数较小。 泡泡沫沫法法轻轻质质砖砖的的导导热热系系数数要要比比可可燃燃物物法法轻轻质质砖砖的的导导热热系系数数大得多大得多 泡泡沫沫轻轻质质砖砖的的组组织织结结构构特特点点为为气气相相(气气孔孔)被被连连续续的的固固相相包

29、包围，形成蜂窝状封闭气孔型结构。围，形成蜂窝状封闭气孔型结构。在在这这种种封封闭闭气气孔孔型型结结构构的的传传热热过过程程中中，固固相相的的导导热热系系数数起起主导作用。主导作用。 第六章隔热耐火材料结构和性能第六章隔热耐火材料结构和性能6.4 隔热耐火材料隔热耐火材料 1.粉粒状保温隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料(1)硅藻土及其制品硅藻土及其制品 硅藻土硅藻土:天然的多孔性隔热材料的原料，水生植物硅藻的尸骸天然的多孔性隔热材料的原料，水生植物硅藻的尸骸沉积在海底或湖底形成的沉积矿物。沉积在海底或湖底形成的沉积矿物。 5400m的微小藻壳构成的，含有大量的极其微细的孔的微小藻壳构成的，含有

30、大量的极其微细的孔隙。隙。 第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料硅藻土成分：硅藻土成分：非晶质含水硅酸，优质硅藻土呈白色，非晶质含水硅酸，优质硅藻土呈白色， SiO2含量含量9098。 含有粘土、火山灰、有机物以及非密性物质等，含有粘土、火山灰、有机物以及非密性物质等，其颜色呈浅灰色、浅黄色或深绿色，其颜色呈浅灰色、浅黄色或深绿色，SiO2含量在含量在7090之间。之间。硅酸具有良好的耐热性能，可作为中高温用绝热材硅酸具有良好的耐热性能，可作为中高温用绝热材料的原料。料的原料。第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐

31、火材料 制备：制备： 硅硅藻藻土土原原矿矿中中含含有有足足量量的的粘粘土土时时，粉粉碎碎成成细细粉粉加加水水混混合合后后即具有足够的可塑性即具有足够的可塑性 挤挤泥泥机机挤挤成成泥泥条条，用用钢钢丝丝切切割割制制成成砖砖坯坯，或或用用可可塑塑法法成成型型 。 原原料料较较纯纯，须须加加入入一一定定比比例例的的结结合合粘粘土土，使使砖砖坯坯具具有有足足够够的强度。的强度。 有时在配料中也混入石棉，纤维材料，锯末等可燃物。有时在配料中也混入石棉，纤维材料，锯末等可燃物。 砖坯干燥后于砖坯干燥后于9001000下烧成。下烧成。第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐

32、火材料用途：用途：生生的的硅硅藻藻土土直直接接用用于于保保温温涂涂层层，烘烘干干后后用用作作隔隔热热保保温温填填料料。硅藻土有很强的吸湿性，不宜作低温用的保温保冷材料。硅藻土有很强的吸湿性，不宜作低温用的保温保冷材料。制造硅藻土轻质隔热砖和制品。制造硅藻土轻质隔热砖和制品。硅硅藻藻土土轻轻质质隔隔热热砖砖与与其其它它容容重重相相同同的的隔隔热热砖砖相相比比，导导热热系系数数较较小小，原原因因是是硅硅藻藻土土的的气气孔孔非非常常细细小小，对对热热有有良良好好的的屏屏蔽蔽作用。作用。 硅藻土隔热砖的使用温度随纯度而变。硅藻土隔热砖的使用温度随纯度而变。硅藻土制造的制品的使用温度一般在硅藻土制造的制

33、品的使用温度一般在1000以下，因为高以下，因为高温时制品的收缩变形较大。温时制品的收缩变形较大。第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料蛭石蛭石 一一种种复复杂杂的的含含水水铁铁、镁镁硅硅酸酸盐盐类类矿矿物物，系系由由云云母母类类矿矿物物经经水水热变质作用或风化作用形成的再生矿物；热变质作用或风化作用形成的再生矿物； 在在一一定定温温度度下下加加热热处处理理时时，发发生生急急剧剧膨膨胀胀成成为为一一种种性性能能优优良的隔热材料。良的隔热材料。蛭石的熔点为蛭石的熔点为13001370， 化学式为化学式为(Mg,Fe2+， Fe3+)(Si,A1)4O4(

34、OH)24H 2O 理理论论化化学学组组成成为为SiO2，36.71；MgO，24.62；A12O3，14.15%；Fe2O3，4.43；H2O， 20.9。 在结构上，蛭石保留有云母的一般外貌，呈薄片层状结构，在结构上，蛭石保留有云母的一般外貌，呈薄片层状结构，第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料结构式如下：结构式如下：(Mg3,A12,Fe)O24(Si,A1,Fe)O2H2O(xH2OyMgOzCaO) 八面体八面体 四面体四面体 结晶水结晶水 层间配置层间配置 两两层层层层状状的的硅硅氧氧骨骨架架(四四面面体体)，通通过过氢氢氧氧镁镁石石层层

35、或或氢氢氧氧铝铝石石层层(八八面面体体)结结合合而而形形成成双双层层硅硅氧氧四四面面体体。在在双双层层硅硅氧氧四四面体之间夹着水分子层。面体之间夹着水分子层。 快快速速加加热热(8001000)时时，层层间间结结合合水水迅迅速速蒸蒸发发产产生生压压力力，使使层层间间分分离离，迅迅速速发发生生巨巨大大的的体体积积膨膨胀胀，体体积积可可胀胀大大2030倍倍，真比重从真比重从2.32.8降至降至0.9。第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料制备与应用：制备与应用：直接采用膨胀蛭石颗粒作为隔热层填充材料。直接采用膨胀蛭石颗粒作为隔热层填充材料。将将粒粒状状膨膨

36、胀胀蛭蛭石石加加入入适适量量的的水水泥泥或或水水玻玻璃璃或或其其它它胶胶结结材材料料结结合合剂剂，轻轻压压或或振振动动成成型型后后，经经干干燥燥或或烘烘烤烤制制成成膨膨胀胀蛭蛭石石隔隔热热制制品。品。 制制品品的的体体积积密密度度为为0.40.5g/cm3，相相应应的的常常温温导导热热系系数数为为0.0810.14W/(mK)。 膨膨胀胀蛭蛭石石制制品品的的耐耐火火性性能能较较差差，承承受受负负荷荷时时易易产产生生变变形形，除除体积密度较高的制品外，不宜用于承重结构体积密度较高的制品外，不宜用于承重结构 最高使用温度在最高使用温度在11001150以下。以下。第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐

37、火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料 膨胀珍珠岩及其制品膨胀珍珠岩及其制品 珍珍珠珠岩岩:地地下下岩岩浆浆喷喷出出地地表表，遇遇水水急急剧剧冷冷却却固固化化而而形形成成的的酸酸性性玻璃质火山熔岩。玻璃质火山熔岩。珍珍珠珠岩岩:玻玻璃璃组组成成，含含有有透透长长石石和和石石英英的的斑斑晶晶、微微晶晶及及各各种种形形态态的雏晶，隐晶质矿物。的雏晶，隐晶质矿物。 珍珠岩矿石的比重珍珠岩矿石的比重:2.22.4 硬度硬度5.56.0， 耐火度为耐火度为12801360， 化学组成为：化学组成为： SiO2:6875;A12O3:914；H2O:36； 及及CaO、Fe2O3、MgO等杂质等杂

38、质第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩珍珍珠珠岩岩经经焙焙烧烧膨膨化化处处理理后后获获得得的的白白色色多多孔孔性性轻轻质质颗颗粒料粒料 呈蜂窝状结构，孔壁很薄，气空率很高呈蜂窝状结构，孔壁很薄，气空率很高 超轻质高效能保温隔热材料超轻质高效能保温隔热材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料膨胀珍珠岩隔热材料的特点膨胀珍珠岩隔热材料的特点 绝热性能好，有优良的耐热性能，耐酸碱侵蚀，无毒绝热性能好，有优良的耐热性

39、能，耐酸碱侵蚀，无毒无害，吸湿率非常小，长期保存和使用不变质。无害，吸湿率非常小，长期保存和使用不变质。膨胀珍珠岩隔热材料的使用温度范围很宽，既可作膨胀珍珠岩隔热材料的使用温度范围很宽，既可作为中高温保温隔热材料，又可作为保冷材料为中高温保温隔热材料，又可作为保冷材料最高使用温度约为最高使用温度约为1000，最低使用温度可至，最低使用温度可至-200。 膨胀珍珠岩隔热材料广泛用于冶金、石油、化工、电膨胀珍珠岩隔热材料广泛用于冶金、石油、化工、电力、建筑和国防工业等部门的热工设备、制冷设备和冷力、建筑和国防工业等部门的热工设备、制冷设备和冷藏工程的绝热。可作为防火、隔音等其它用途的材料。藏工程的

40、绝热。可作为防火、隔音等其它用途的材料。粉煤灰漂珠及其制品粉煤灰漂珠及其制品 燃燃煤煤发发电电厂厂的的粉粉煤煤中中的的无无机机物物(主主要要成成分分为为SiO2和和Al2O3)，在在高高温温火火焰焰中中熔熔化化和和冷冷却却凝凝固固后后形形成成的的玻玻璃璃质质珠状空心微球可漂浮在排渣池的水面上珠状空心微球可漂浮在排渣池的水面上粉煤灰漂珠特点粉煤灰漂珠特点：优优良良的的耐耐热热、隔隔热热、耐耐蚀蚀、绝绝缘缘等等性性能能，是是一一种种具具有许多用途的原材料和填充材料。有许多用途的原材料和填充材料。第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料漂珠隔热耐火制品制备：漂

41、珠隔热耐火制品制备：加加入入适适量量的的结结合合剂剂和和掺掺合合料料，共共同同混混合合后后，经经压压制制或或振振动动成型，干燥，于约成型，干燥，于约1100烧成。烧成。结合剂：磷酸铝，硫酸铝或粘土或有机结合剂。结合剂：磷酸铝，硫酸铝或粘土或有机结合剂。掺合料：掺合料：高铝质材料提高制品的耐火性能高铝质材料提高制品的耐火性能锯末，煤粉调整体积密度、降低成本锯末，煤粉调整体积密度、降低成本第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料粉煤灰漂珠应用：粉煤灰漂珠应用：作为隔热保温填料作为隔热保温填料轻质混凝土掺合料轻质混凝土掺合料制成漂珠轻质隔热制品等制成漂珠轻质隔

42、热制品等用作各种工业窑炉和热工设备用作各种工业窑炉和热工设备管道等的隔热保温材料管道等的隔热保温材料可直接用于接触火焰的窑炉内衬。可直接用于接触火焰的窑炉内衬。第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料高技术开发应用高技术开发应用制造航天飞机用的隔热保护层材料。制造航天飞机用的隔热保护层材料。与与耐耐火火纤纤维维材材料料相相比比漂漂珠珠隔隔热热制制品品的的使使用用寿寿命命长长，不不老老化，不脱落。化，不脱落。漂漂珠珠隔隔热热材材料料的的原原料料来来源源丰丰富富、生生产产工工艺艺简简单单、能能耗耗少少，仅为传统的轻质砖的二分之一，耐火纤维的二十分之一。仅为传

43、统的轻质砖的二分之一，耐火纤维的二十分之一。生生产产漂漂珠珠隔隔热热材材料料利利于于发发电电厂厂的的粉粉煤煤灰灰的的综综合合利利用用，减减少环境污染。少环境污染。第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料第六章隔热耐火材料粉粒状保温隔热耐火材料2.2.隔热耐火砖隔热耐火砖隔热耐火制品的生产产方法：隔热耐火制品的生产产方法：a a 烧尽加入物法烧尽加入物法(可燃物加入法可燃物加入法) 砖砖的泥料中加入容易烧尽的可燃物，制品在烧成后有气孔的泥料中加入容易烧尽的可燃物，制品在烧成后有气孔炭末炭末锯木屑锯木屑泡沫苯乙烯泡沫苯乙烯，b b 泡沫法。泡沫法。泥料中加入泡沫剂，松香皂等，以机械方法使之起泥料中

44、加入泡沫剂，松香皂等，以机械方法使之起泡，经烧成后获得多孔的制品。泡，经烧成后获得多孔的制品。第六章隔热耐火材料隔热耐火砖第六章隔热耐火材料隔热耐火砖c c化学法化学法利用能适当产生气体的化学反应，在制砖工艺过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程中获得一种多孔的制品用白云石或方镁石加石膏，以硫酸作发泡剂。用白云石或方镁石加石膏，以硫酸作发泡剂。碳酸盐和酸碳酸盐和酸苛性碱和铝苛性碱和铝金属和酸。金属和酸。第六章隔热耐火材料隔热耐火砖第六章隔热耐火材料隔热耐火砖d d多孔材料法多孔材料法用天然的硅藻土用天然的硅藻土人造的粘土泡沫熟料人造的粘土泡沫熟料氧化铝空心球氧化铝

45、空心球氧化锆空心球氧化锆空心球等多孔原料制取轻质耐火砖。等多孔原料制取轻质耐火砖。第六章隔热耐火材料隔热耐火砖第六章隔热耐火材料隔热耐火砖第六章隔热耐火材料隔热耐火砖第六章隔热耐火材料隔热耐火砖高铝质隔热耐火砖高铝质隔热耐火砖 铝矾土为主要原料制成铝矾土为主要原料制成Al2O3含量不小于含量不小于48的隔热耐火制品的隔热耐火制品用烧尽加入物法制造用烧尽加入物法制造 ：铝矾土铝矾土+结合粘土结合粘土+锯木屑锯木屑+掺入结合剂，掺入结合剂， 添加工业氧化铝、刚玉、硅线石、蓝晶石、硅石的细粉，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可制得不同体

46、积密度，最高使用温度不同的的制品 使用温度使用温度：12501350，有的可达，有的可达1550。 泡沫法生产：泡沫法生产：制品的体积密度在制品的体积密度在0.41.0g/cm3 第六章隔热耐火材料隔热耐火砖第六章隔热耐火材料隔热耐火砖苛性钠苛性钠水水1:9NaOH溶液溶液（7090加热）加热）松香皂松香皂松香皂泡沫剂松香皂泡沫剂+稳定剂稳定剂泥泥 浆浆松松 香香矾土熟料矾土熟料粘粘 土土水水锯末屑锯末屑水胶水胶 泡沫泥泡沫泥 浇注成浇注成 干干 燥燥 烧烧 成成 整整 形形氧化铝氧化铝打打 泡泡纸纸 浆浆 成成 品品高铝质隔热耐火砖工艺流程图高铝质隔热耐火砖工艺流程图第六章隔热耐火材料第六章

47、隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖（1）泡沫剂的制备）泡沫剂的制备 松香（松香（31），），NaOH（6.1），水（），水（62.9）的混合物放）的混合物放入耐碱侵蚀的加热器中入耐碱侵蚀的加热器中加热到加热到7090，松香全部溶解皂化。，松香全部溶解皂化。 冷却后在冷却后在0.147mm筛网上用盐水洗涤筛网上用盐水洗涤34次，次，再用清水冲洗再用清水冲洗12次，次，pH值达到值达到89即得到浅黄色膏状松香皂。即得到浅黄色膏状松香皂。 将松香皂加入到热胶水中将松香皂加入到热胶水中 搅拌均匀便成松香皂泡沫剂。搅拌均匀便成松香皂泡沫剂。 泡沫稳定剂：泡沫稳定剂：明矾和硫酸铝作明矾和硫酸铝作。第六章隔热

48、耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖水胶溶液在热状态下与松香皂的乳状液体混合水胶溶液在热状态下与松香皂的乳状液体混合混合物用水稀释到密度为混合物用水稀释到密度为1.01.10g/cm3。 含松皂香含松皂香0.5（以松香计算）（以松香计算）水胶水胶0.5（以水胶干重计算）（以水胶干重计算）99的水时放入打泡机中打泡后便可制得小而均匀的白色泡的水时放入打泡机中打泡后便可制得小而均匀的白色泡沫、其体积密度为沫、其体积密度为0.040.05g/cm3.第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖（2）泡沫泥浆的调制。）泡沫泥浆的调制。 将经过细粉碎的结合粘土将经过细粉碎的结合粘土

49、高铝矾土熟料高铝矾土熟料筛分好的锯末屑，筛分好的锯末屑，按配比与水搅拌而制成泥浆。按配比与水搅拌而制成泥浆。再与制备好的泡沫按比例在搅拌机中混合制成泡沫泥浆。再与制备好的泡沫按比例在搅拌机中混合制成泡沫泥浆。 泡沫与泥浆比例视制品的体积密度大小而定。泡沫与泥浆比例视制品的体积密度大小而定。体体积积密密度度0.511.26g/cm3的的泡泡沫沫泥泥浆浆，可可制制成成体体积积密密度度0.41.0g/cm3的制品。的制品。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖（3）成型。）成型。 浇注成型。浇注成型。 砖模可采用木模或金属模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砖模工作

50、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。将砖模放在有垫纸的干燥板上，注入泡沫泥浆。 为为了了防防止止制制品品产产生生大大气气泡泡而而影影响响组组织织结结构构，注注浆浆应应缓缓慢慢进进行行并并在在模模内内将将泥泥浆浆翻翻拌拌或或震震动动以以便便排排气气，然然后后用用木木板刮掉余浆。板刮掉余浆。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖（4）干燥。）干燥。 浇注后带模在浇注后带模在40左右下干燥左右下干燥1820h，待砖模周边拉开，待砖模周边拉开35mm缝隙时脱模，继续进行干燥，温度可以提高到缝隙时脱模，继续进行干燥，温度可以提高到8090； 在隧道干燥窑中干燥

51、，入口温度不应超过在隧道干燥窑中干燥，入口温度不应超过40，出口温度，出口温度不应超过不应超过150。 砖坯残余水分：标准型的不大于砖坯残余水分：标准型的不大于3，大砖不大于，大砖不大于1。 干燥是关键工序，如果控制不当，将会出现裂纹，底酥、干燥是关键工序，如果控制不当，将会出现裂纹，底酥、凹心、粘膜、掉棱角等废品。凹心、粘膜、掉棱角等废品。第六章隔热耐火材料隔热耐火砖第六章隔热耐火材料隔热耐火砖（5）烧成）烧成 采用侧码装窑采用侧码装窑用硅砖搭架，将砖坯码在架内用硅砖搭架，将砖坯码在架内码架高度不应超过码架高度不应超过1.6m. 根据制品体积密度大小和根据制品体积密度大小和Al2O3含量的高

52、低确定装窑部位和止含量的高低确定装窑部位和止火温度。火温度。止火温度通常为止火温度通常为13201380，保温时间，保温时间58h。 Al2O3含量越高的制品。止火温度越高，含量越高的制品。止火温度越高，15801620。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖2. 轻质粘土制品的生产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粘土质隔热耐火砖以耐火粘土为主要原料制成的Al2O3含量含量3048的隔热耐火制品。的隔热耐火制品。 耐火粘土、耐火粘土、漂珠漂珠、耐火粘土熟料作原料，、耐火粘土熟料作原料，掺加结合剂和锯木屑掺加结合剂和锯木屑配合、混合、成型、干燥、烧

53、成配合、混合、成型、干燥、烧成制得体积密度制得体积密度0.31.5g/cm3的产品的产品生产量占隔热耐火砖一半以上。生产量占隔热耐火砖一半以上。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖加漂珠的烧尽加入物法工艺过程：加漂珠的烧尽加入物法工艺过程：1）原料为耐火粘土、粘土熟料、漂珠。）原料为耐火粘土、粘土熟料、漂珠。 漂珠选用：漂珠选用：Al2O3含量大于含量大于30，Fe2O3含量小于含量小于3耐火度大于耐火度大于1610的的漂珠漂珠体积密度：体积密度：0.380.44 g/cm3，粒径为粒径为20250m，整珠率大于，整珠率大于95。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火

54、砖隔热耐火砖（2）主要结合剂有：）主要结合剂有： 耐耐火火粘粘土土、亚亚硫硫酸酸纸纸浆浆废废液液、硫硫酸酸铝铝、水水玻玻璃璃、磷磷酸酸及及磷磷酸盐，糊精，树脂等。酸盐，糊精，树脂等。 耐耐火火粘粘土土具具有有较较高高的的结结合合性性、分分散散性性、可可塑塑性性、耐耐火火性性和和烧烧结性，同时价格低廉、资源丰富结性，同时价格低廉、资源丰富 结结合合剂剂多多以以耐耐火火粘粘土土为为主主，依依制制品品型型类类别别，体体积积密密度度及及技技术术要求，加入适量的有机或无机结合剂。要求，加入适量的有机或无机结合剂。（3）锯木屑应经过筛分，粒径应小于）锯木屑应经过筛分，粒径应小于12mm。第六章隔热耐火材料

55、第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖（2）配料）配料 产品体积密度不同，漂珠加入量也不同，产品体积密度不同，漂珠加入量也不同， 漂珠漂珠：1070，产品体积密度越小，加入量越多。，产品体积密度越小，加入量越多。 加入部分粘土熟料细粉，以减少由于漂珠变形产生的体积加入部分粘土熟料细粉，以减少由于漂珠变形产生的体积收缩，为减少漂珠用量，提高半成品强度和降低成烧成收缩收缩，为减少漂珠用量，提高半成品强度和降低成烧成收缩 加入适量锯木屑。加入适量锯木屑。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖（3）混练）混练 操作方法有两种：操作方法有两种： 漂珠、锯木屑、结合剂、水、粘土及熟料细粉

56、的顺序漂珠、锯木屑、结合剂、水、粘土及熟料细粉的顺序加入。混练加入。混练56min，获得以漂珠或锯木屑为核心，外包括，获得以漂珠或锯木屑为核心，外包括结合剂和粘土，最外层为干粉料的泥料。结合剂和粘土，最外层为干粉料的泥料。 漂珠、熟料细粉、结合粘土和锯木屑等加入机内，干漂珠、熟料细粉、结合粘土和锯木屑等加入机内，干混混23min后加水和结合剂，湿混后加水和结合剂，湿混34min。混练好的泥料困料混练好的泥料困料1224h后便可成型。后便可成型。泥料水分依产品体积密度、配料比例、成型方法等因素而定。泥料水分依产品体积密度、配料比例、成型方法等因素而定。一般泥料水分为一般泥料水分为2030。第六章

57、隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖（4）成型）成型 手工手工机压成型，采用机压成型，采用150300kN压砖机。压砖机。 成成型型后后的的砖砖坯坯强强度度很很低低，应应轻轻拿拿轻轻放放；形形状状复复杂杂的的，单单重重大大或或体体积积密密度度小小的的半半成成品品，可可用用托托板板或或夹夹板板抱抱拿拿，以以防防砖砖坯坯变变形形和破损。和破损。（5）干燥）干燥 成型后的砖坯可用隧道干燥器或在大坑干燥。成型后的砖坯可用隧道干燥器或在大坑干燥。 砖砖坯坯由由于于含含水水量量较较大大，进进隧隧道道干干燥燥器器的的入入口口不不超超过过50，出口温度不超过出口温度不超过150。 干燥后砖坯的残

58、余水分应控制在干燥后砖坯的残余水分应控制在2以下。以下。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖（6）装窑和烧成）装窑和烧成 采用侧装，要求平、稳、直，层层铺以稻壳采用侧装，要求平、稳、直，层层铺以稻壳砖坯间应留手缝，装窑高度在砖坯间应留手缝，装窑高度在1.51.8m体积密度小于体积密度小于0.6g/cm3 的制品不超过的制品不超过1.2m，装在窑内低温部位，装在窑内低温部位 制品在倒焰窑或隧道窑烧成制品在倒焰窑或隧道窑烧成应力求窑温均匀，最高烧成温度因漂珠、粘土的质量及制品体应力求窑温均匀，最高烧成温度因漂珠、粘土的质量及制品体积密度而异。积密度而异。体积密度体积密度0.40

59、.6g/cm3的制品，止火温度的制品，止火温度12201250； 体积密度体积密度0.81.0g/cm3的制品，止火温度的制品，止火温度12501280； 保温时间保温时间68h，第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖轻质粘土制品应用：轻质粘土制品应用：用在热工设备和工业窑炉的隔热层，用在热工设备和工业窑炉的隔热层，用于无强烈高温熔融物料侵蚀及冲刷作用的部位用于无强烈高温熔融物料侵蚀及冲刷作用的部位有的与火焰直接接触的表面涂上一层耐火涂层，减轻被炉有的与火焰直接接触的表面涂上一层耐火涂层，减轻被炉渣和炉气烟尘冲刷，减少损毁，制品的工作温度不超过重渣和炉气烟尘冲刷，减少损毁，制

60、品的工作温度不超过重烧线变化的试验温度。烧线变化的试验温度。粘土质隔热砖属于气孔类的一种轻质保温材料。这种材料粘土质隔热砖属于气孔类的一种轻质保温材料。这种材料气孔率在气孔率在303050%,50%,保温性差保温性差, ,但机械强度和抗蚀性能较好。但机械强度和抗蚀性能较好。轻质隔热耐火砖的种类与特点轻质隔热耐火砖的种类与特点种类种类使用温度，使用温度，特征特征硅藻土砖硅藻土砖1100用天然多孔原料制造，导热系数小，隔热性能好用天然多孔原料制造，导热系数小，隔热性能好轻质粘土砖轻质粘土砖12001400多用可燃物法制造，应用广泛多用可燃物法制造，应用广泛轻质高铝砖轻质高铝砖13501500泡沫法

61、生产，耐热性能好，用于高温隔热；氧化泡沫法生产，耐热性能好，用于高温隔热；氧化铝含量高，主晶相为刚玉，可在还原气氛下应用铝含量高，主晶相为刚玉，可在还原气氛下应用轻质刚玉砖轻质刚玉砖16001800轻质硅砖轻质硅砖12201550荷重氧化点高，热稳定性好荷重氧化点高，热稳定性好钙长石砖钙长石砖12001300主要成分为主要成分为SiO2 、CaO、 Al2O3，体积密度小，体积密度小，乃崩裂性能好乃崩裂性能好镁质镁质16001800耐热性能好，使用温度高耐热性能好，使用温度高锆英石质锆英石质1500泡沫法生产，用于超高温隔热泡沫法生产，用于超高温隔热氧化锆质氧化锆质2000泡沫法生产，用于超高

62、温隔热泡沫法生产，用于超高温隔热堇青石质堇青石质1300热膨胀小，耐剥落性能好热膨胀小，耐剥落性能好碳化硅质碳化硅质1300耐侵蚀性好，耐崩裂性好，高温强度大耐侵蚀性好，耐崩裂性好，高温强度大第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料隔热耐火砖隔热耐火砖第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料耐火纤维耐火纤维6.5 耐火纤维耐火纤维耐火纤维是纤维状隔热耐火材料。耐火纤维是纤维状隔热耐火材料。耐火纤维特性：耐火纤维特性：柔柔软软，有有弹弹性性，有有一一定定的的抗抗拉拉强强度度，可可进进一一步步加加工工成成各各种种纸、线、绳、带、毡和毯等制品；纸、线、

63、绳、带、毡和毯等制品；具有一般纤维所没有的耐高温、耐腐蚀性能。具有一般纤维所没有的耐高温、耐腐蚀性能。可用作高温下与火焰接触，可用作高温下与火焰接触，不与高速气流、熔融金属和熔渣接触的炉衬。不与高速气流、熔融金属和熔渣接触的炉衬。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料耐火纤维耐火纤维耐火纤维应用：耐火纤维应用：主要作为作为耐火隔热材料，主要作为作为耐火隔热材料，广广泛泛应应用用于于冶冶金金、化化工工、机机械械、建建材材、造造船船、航航空空、航航天天等等工业部门；工业部门；可作为密封、吸音、过滤材料可作为密封、吸音、过滤材料高温复合材料的增强材料。高温复合材料的增强材料。最高使用温度随材质不同而异

64、：最高使用温度随材质不同而异：玻璃质耐火纤维玻璃质耐火纤维10001300多晶莫来石纤维多晶莫来石纤维12501500多晶氧化铝纤维多晶氧化铝纤维12501500氧化锆纤维氧化锆纤维1600。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料耐火纤维耐火纤维1. 纤维分类纤维分类耐火纤维分为非晶质（玻璃态）和多晶质（结晶态）两大类耐火纤维分为非晶质（玻璃态）和多晶质（结晶态）两大类非晶质耐火纤维非晶质耐火纤维硅酸铝质硅酸铝质高铝硅酸铝质高铝硅酸铝质含铬硅酸铝质耐火纤维。含铬硅酸铝质耐火纤维。多晶质耐火纤维多晶质耐火纤维莫来石纤维莫来石纤维氧化铝纤维氧化铝纤维氧化锆纤维。氧化锆纤维。第六章隔热耐火材料第六章隔

65、热耐火材料耐火纤维耐火纤维2.耐火纤维生产方法耐火纤维生产方法 耐火纤维的生产方法：耐火纤维的生产方法：熔融法和胶体法熔融法和胶体法熔融法熔融法 玻璃态耐火纤维都采用熔融法生产。玻璃态耐火纤维都采用熔融法生产。熔融法：熔融法：熔融喷吹法、熔融喷吹法、熔融甩丝法、熔融甩丝法、熔融高速离心法。熔融高速离心法。熔融喷吹法熔融喷吹法将将原原料料在在高高温温炉炉内内熔熔化化成成胶胶体体，使使其其形形成成稳稳定定的的流流股股，用用压缩空气或蒸汽喷吹，使熔体形成纤维。压缩空气或蒸汽喷吹，使熔体形成纤维。熔融甩丝法熔融甩丝法将将原原料料在在高高温温炉炉内内熔熔化化成成胶胶体体，使使其其形形成成稳稳定定的的流流

66、股股，让让熔熔体体流流股股落落到到一一组组高高速速旋旋转转的的滚滚筒筒上上，靠靠滚滚筒筒的的离离心心力力使使熔熔体体甩成纤维甩成纤维熔融高速离心法熔融高速离心法将将原原料料在在高高温温炉炉内内熔熔化化成成胶胶体体，使使其其形形成成稳稳定定的的流流股股，让让熔熔体体流流股股落落到到高高速速旋旋转转的的圆圆盘盘上上，圆圆盘盘转转速速可可达达到到30000120000r/min，利用转盘的动能和离心力，将熔体甩成纤维。，利用转盘的动能和离心力，将熔体甩成纤维。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料耐火纤维耐火纤维第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料耐火纤维耐火纤维纤纤 维维 化化流流 股股熔熔 化化混

67、混 合合纤纤 维维原原 料料配配 料料除除 渣渣成成 品品渣渣 球球熔熔 液液熔融法工艺流程图熔融法工艺流程图第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维胶体法胶体法 多晶质耐火纤维最常用的生产方法是胶体法，多晶质耐火纤维最常用的生产方法是胶体法，基本工艺过程：基本工艺过程： 胶体制备胶体制备 胶体纤维化胶体纤维化 热处理热处理第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维原原 料料水水硅溶胶、冰醋酸、硅溶胶、冰醋酸、 添加剂添加剂成成 品品溶铝溶铝 反应反应浓浓 缩缩母母 液液胶胶 体体纤维化纤维化纤维纤维 坯体坯体热处理热处理胶体法法工艺流程图胶体法法工艺流程图第六章隔热耐火

68、材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维第六章隔热耐火材料耐火纤维6.6 6.6 氧化铝空心球、氧化锆空心球及其制品氧化铝空心球、氧化锆空心球及其制品 空心球制成的砖或制品，耐高温、保温性能好，较好的热空心球制成的砖或制品，耐高温、保温性能好，较好的热震稳震稳 定性和较高的强度。定性和较高的强度。 空心球材料的体积密度小、热容小，可以提高高温炉的热空心球材料的体积密

69、度小、热容小，可以提高高温炉的热效率，缩效率，缩 短生产周期，减小炉体的质量。短生产周期，减小炉体的质量。 可直接作为高温窑炉的内衬。可直接作为高温窑炉的内衬。 氧化铝空心球及其制品能在氧化铝空心球及其制品能在1800以下长时间使用。在高以下长时间使用。在高温下也具有较好的化学稳定温下也具有较好的化学稳定 性和耐侵蚀性。在氢气气氛下使用性和耐侵蚀性。在氢气气氛下使用非常稳定。非常稳定。 第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 氧化铝原料用电弧炉熔融至氧化铝原料用电弧炉熔融至2000左右，左右， 溶液倾倒出溶液倾倒出 用高压空气吹用高压空气吹 散液流，使溶液分散成小液滴散液流，

70、使溶液分散成小液滴 在空中冷却的过程中，表面张力的作用成氧化铝空心在空中冷却的过程中，表面张力的作用成氧化铝空心 球。球。 空心球过筛，除去细粉和大的碎片、颗粒等，磁力除铁，空心球过筛，除去细粉和大的碎片、颗粒等，磁力除铁，用选球机除掉用选球机除掉 破球，制成氧化铝空心球破球，制成氧化铝空心球 氧化铝空心球的化学成分：氧化铝空心球的化学成分： A12O3 99.76，SiO2 0.22 Fe2O3 0.05。 筛分、滚选前，筛分、滚选前，0.5mm以上的空心球的自然堆积密度为以上的空心球的自然堆积密度为0.70.8gcm3。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 1.氧化铝空

71、心球及其制品氧化铝空心球及其制品第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 氧化铝空心球制品：氧化铝空心球制品：70的氧化铝空心球的氧化铝空心球30的烧结氧化铝细粉，的烧结氧化铝细粉，硫酸铝结合，硫酸铝结合，用木模加压振动成型。用木模加压振动成型。坯体经干燥后坯体经干燥后1500高温烧成。高温烧成。使用温度：使用温度：1800第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 氧化铝空心球制品性能氧化铝空心球制品性能氧化铝空心球氧化铝空心球 () 细细 粉粉 ()烧成温度烧成温度 () 气孔率气孔率 () 体积密度体

72、积密度 (g/cm3)耐压强度耐压强度 MPa热导率热导率(w/m) 68 32 1500 66.9 1.18 375 078第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 2.2.氧化锆空心球及其制品氧化锆空心球及其制品 氧化锆空心球及其制品能能在氧化锆空心球及其制品能能在2200下长时间使用。下长时间使用。 氧化锆的热导率约为氧化铝的一半，隔热性能更好氧化锆的热导率约为氧化铝的一半，隔热性能更好 将锆英石砂、焦炭、铁屑及稳定剂石灰石将锆英石砂、焦炭、铁屑及稳定剂石灰石 在电弧炉中熔融，使氧化锆分离。在电弧炉中熔融，使氧化锆分离。 铁屑是用来使被还原的硅形成含铁量为铁屑是用来使被还

73、原的硅形成含铁量为7585的硅铁的硅铁 作为稳定剂的氧化钙使得氧化锆成为立方晶型。作为稳定剂的氧化钙使得氧化锆成为立方晶型。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 氧化锆熔块制备氧化锆熔块制备 冷却后的熔块粉碎、磁选及筛分，稳定化氧化锆组成冷却后的熔块粉碎、磁选及筛分，稳定化氧化锆组成: ZrO2+CaO：9799 SiO2：0.10.7% Fe2O3：0.200.7% TiO2：0.301.00%。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 氧化锆空心球制备氧化锆空心球制备将稳定化氧化锆于倾注式电弧炉中熔融将稳定化氧化锆于倾注式电弧炉中熔融熔至一定程度时倾倒熔

74、液，熔至一定程度时倾倒熔液，用流速为用流速为 30m/s，压力约为，压力约为0.45MPa的水流冲散熔液，的水流冲散熔液，获得氧化锆空心球获得氧化锆空心球再经磁选、选球等工序，制取氧化锆空心球制品。再经磁选、选球等工序，制取氧化锆空心球制品。第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 ZrO2 ：95.39，CaO，3.91。立方晶型，少量为单斜型。立方晶型，少量为单斜型 氧化锆空心球的堆积密度为氧化锆空心球的堆积密度为1.6g/cm3,粒度为粒度为10100目目 化学成分化学成分: ZrO2 +HfO2 9297 CaO 36 SiO2 0.50.8 TiO2 0.20.4 F

75、e2O3 0.20.4% A12O3 0.40.7第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 氧化锆空心球制品制备氧化锆空心球制品制备 稳定的氧化锆细粉、氧化锆空心球，稳定的氧化锆细粉、氧化锆空心球， 加入结合剂加入结合剂 压制成型，压制成型， 高温烧成高温烧成18001840 制得氧化锆空心球制品。制得氧化锆空心球制品。 使用温度：使用温度：2200第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料空心球制品空心球制品 第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料第六章隔热耐火材料 试标出试标出Al2O3-SiO2二元系相图不同区域的相组成，并在横坐标下方标出二元系相图不同区域的相组成，并在横坐标下方标出硅砖、叶腊石砖、粘土砖、硅线石砖、莫来石砖、一等高铝砖、特等高铝硅砖、叶腊石砖、粘土砖、硅线石砖、莫来石砖、一等高铝砖、特等高铝砖和刚玉砖中五种砖主要化学组成所处的大致位置砖和刚玉砖中五种砖主要化学组成所处的大致位置 1.脱水叶蜡石2.脱水高岭石3.硅线石族矿物4.蓝晶石加热物