物體的熱脹冷縮是自然現象,輕質硅磚是用于加熱爐爐頂、熱風爐、玻璃窯爐等工業窯爐或窯爐爐頂,硅質隔熱磚膨脹系數為≤1.3%。
什么是膨脹系數?
膨脹系數指的是熱膨脹,通常是指外壓強不變的情況下,大多數物質在溫度升高時,其體積增大,溫度降低時體積縮小。熱膨脹與溫度、熱容、結合能以及熔點等物理性能有關。影響材料膨脹性能的主要因素為相變、材料成分與組織、各異性的影響。
輕質硅磚礦物組分為:78%~86%的鱗石英,13%~15%的方石英,還有4%~7%的石英。容重0.9~1.19g/cm3,抗壓強度2.0~5.9MPa,導熱系數0.35~0.42w(mk)。通常將35-45%的無煙煤或30%左右的焦炭添加到生產輕硅磚的泥漿中作為易燃添加劑,其粒徑小于1毫米。泥漿中粘結劑和礦化劑的選擇和加入量與制造硅磚基本相同。
二氧化硅含量大于91%,體積密度小于1.2g/cm3的輕質耐火材料。以細二氧化硅為原料,其臨界粒徑通常不大于1毫米,小于0.5毫米的顆粒不小于90%。在配料中加入易燃物質或采用氣體發生的方法形成多孔結構,燒制得到產品。也可以做成未燒制的產品。
煉焦爐是一種結構復雜,長期連續使用的熱工設備。該方法在950-1050℃,隔離空氣,進行干餾,得到焦炭及其他副產品。硅磚因其導熱性好、負載軟化溫度高、高溫機械強度好、高溫體積變化穩定、耐火性低、殘余膨脹小、抗酸性渣侵蝕能力強而成為全焦爐的主要耐火材料。
輕質硅磚是一種非常特殊的材料,僅在兩個工業領域有應用潛力。輕質硅磚和致密硅磚通常用作結構層的輕質部分。玻璃窯的輕質化是常用的,主要是窯拱頂的隔熱,以減少熱量損失,提高熔化過程的效率。第二個領域用于煉鋼工業。在該領域,輕質硅磚用于熱風爐爐壁和穹頂的輕質化。
1.玻璃工業窯爐拱頂的保溫。
在玻璃熔化過程中,圓頂的下部達到高溫。根據玻璃的品種,溫度在1600℃左右。輕量層通常設計為兩層或更多層。
輕質硅磚主要暴露在這些溫度載荷下。預計拱頂單層(結構和輕質層)將具有相同或相似的膨脹性能。容重為1250kg·m-3或1000kg·m-3的硅磚可滿足密層要求。下一層采用容重800kgm-3或600kgm-3的硅磚。
輕質硅磚可以自由堆放在爐拱上,也可以用硅質火泥粘結。在爐子使用期間(幾年)沒有化學負荷。輕質硅磚主要用于化學和礦物成分內襯中的致密硅磚。
2.熱風爐。
熱風爐通常用于熱風(稱為高爐鼓風),與高爐氣泵相連。根據熱風爐的形狀和位置,溫度范圍為1000℃-1300℃,熱風范圍為2300-6500m3·min-1。
有要計算熱風爐(不同尺寸和使用位置的部件)和玻璃窯拱頂在不同水平和載荷下的比較,重點是熱機械性能。對于輕質層,使用的體積密度為1250kgm-3或1050kgm-3(主要是因為它們的強度較高)。類似于高密度的硅磚,輕質硅磚也是用火泥粘合的(主要是Q94級)。
同時,在這些構件中,輕質硅磚滿足熱風爐的全循環壽命(即8~12年)。
輕質硅磚的優點。
輕質硅磚有很多優點。這是輕粘土磚不能比擬的。孔隙率約為50%的輕質硅磚的熱導率低于輕質粘土磚。輕質硅磚的荷載變形溫度為1620-1640℃,而輕質粘土磚的荷載變形溫度僅為1200-1300℃,高溫下不收縮,1450℃時膨脹(約<0.2%),體積穩定。但粘土輕質磚收縮較大,使爐襯容易開裂。實踐證明,在1550~1600℃條件下,輕質硅磚可以長期使用。可直接鋪設在接觸爐氣的熱表面,也可用于大跨度爐頂。輕質硅磚可用于不能使用輕質粘土磚的高溫場所。相對于采用輕質粘土磚,加熱爐內襯輕質硅磚可以縮短加熱周期,減少35%的燃料消耗。在燒成窯(倒焰窯)頂部使用輕質硅磚可以延長窯頂的使用壽命。
輕質硅磚的膨脹系數是多少
物體的熱脹冷縮是自然現象,輕質硅磚是用于加熱爐爐頂、熱風爐、玻璃窯爐等工業窯爐或窯爐爐頂,硅質隔熱磚膨脹系數為≤1.3%。
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