産業キルンの省エネは、冶金、機械、化学産業などの大規模なエネルギー消費者にとって、緊急に解決する必要がある重要な問題でした。 かさ密度が低く、熱伝導率の低い軽量断熱材を炉内張りとして使用することは、その効果的な解決策の 1 つです。 ムライト断熱耐火煉瓦は、熱伝導率が低く、熱容量が小さく、耐熱性が高く、耐熱衝撃性に優れ、寸法精度が高く、構造が均一であるため、冶金、石油化学、建築材料、セラミックスなどのさまざまな分野に適しています。そして機械。 このような工業炉の熱間下地材は、炎に直接触れることができるため、断熱性に非常に優れた耐火物です。
ムライト断熱耐火煉瓦は、材料の内部に穴をあけることで軽量化と断熱効果を実現しています。 したがって、準備の原則は、材料に気孔を導入することであり、主にバーンアウト法、発泡法、および化学法が含まれます。 反応法、多孔質材料法、ゲル射出成形法、凍結乾燥法、その場分解法などの一般的な方法。 その中でも、バーンアウト法は、成形方法の違いにより、押出法と機械プレス法に分けることができます。 ムライトれんがの性能には、さまざまな準備プロセスが重要な影響を与えます。 ムライトれんがに対するさまざまなプロセスの影響を調査するために、機械プレス法、押出法、発泡法という3つの方法でムライトれんがを調製する実験が行われました。 そしてその性能を比較しました。
実験
1.1 原材料
The main raw materials for the experiment are as follows: clay, calcined alumina ((ω(Al₂0₃)≥99, D0.5 is 0.043-0.1mm), calcined mullite powder ω(Al₂0₃)≥65, D0.5 is 0.1-0.5mm), Tabular corundum, (ω(Al₂0₃)>199.4、D0.5 は 0.043-0.2mm)、カイヤナイトとシリマナイト。 実験で使用した発泡剤はドデシルスルホン酸ナトリウムであった。 使用したバーンアウト材は、おがくずとポリプロピレン ボールでした。 結合剤はポリビニルアルコール（PVA）です。
1.2 準備
発泡法：実験原料を表の比率に従って4時間予備混合する。 30~35wt%の水を加えて粉末を均一で安定したスラリーに混合します。 次に、発泡剤に水を加え、安定した泡を得るために高速で攪拌します。最後に、スラリーと泡を均一に混合します。 40mmx40mmx160mmの金型に注入します。 そして軽く振る。 大きな気泡を取り除いた後、室温で8-12時間自然乾燥させてください。 型から取り出し、1100度で24時間焼きます。 1550％で焼成し、3時間保温することで、ムライト断熱耐火れんがが出来上がります。
圧搾法：実験原料を表１の２＃の割合で４時間予備混合した後、ポリビニルアルコールを希釈し、均一に混合した粉末に加えた。 10-15 分間攪拌し、圧力 5MPa で 114mm×65mm×230mm のビレットに押し出します。レンガは 110 度で 24 時間焼きます。 これを1550度で焼成し、3時間保持することでムライト断熱耐火れんがが得られます。
押出法：実験原料を表１の３＃の割合で４時間予備混合し、｛｛４｝｝ｗｔ％の水を加えて均一に攪拌した。 材料のトラップ、泥の精錬などの工程を経て、114mm×の押出成形を行いました。 65mm×230mmの煉瓦を1100℃で24時間焼き、1550度で3時間焼成してムライト煉瓦を得た。
1.3 キャラクタリゼーション
3 つの成形方法で作成されたサンプルのかさ密度が 1.0-1.1g/cm3 であるという前提の下で、サンプルの各グループの性能を複数回テストし、平均値を取得します。
(1) 燃焼後のサンプルの線形変化率は、国家標準 GB/T5998-2007 に従って決定されます。
(2) 再燃焼ラインの変化率は、国家標準 (GB/T3997.1-1998) に従って決定されるものとします。
(3) サンプルの圧縮強度は、国家規格 (GB/T3997.2-1998) に従って決定されます。
(4) サンプルの熱伝導率は、冶金業界標準 (YB/T4130-2005) に準拠しています。 測定には平面熱伝導率計 (PBD-12-4Y) を使用します。
(5) サンプルの高温負荷軟化温度は、国家規格 (GB/T5989-1998) に従って決定されます。 これは微分増加法によって測定されます。
結果と考察
2.1 成形方法によるライン変動への影響
ムライトれんがサンプルを1550度で3時間焼成した後、発泡法で調製したサンプルの線収縮率が最大でした。 それは 2.4% に達します。 押出法で調製したサンプルの線収縮率は最も小さく、わずか 1.3% です。 サンプルを 1620 度で 12 時間さらに再焼成すると、フォーム法で調製したサンプルの再焼成線収縮率が 0.73% と最も小さくなります。 一方、押出成形法で調製したサンプルは、再燃焼線収縮率が最も大きく、1.56% に達します。
発泡法によるムライトれんがは、焼成後の線収縮が大きく、再焼成後の線収縮が小さいという特徴があります。 主な理由は、その構造がより均一であり、細孔サイズ分布がマイクロナノ共存の双極分布を示し、焼結がより完全に引き起こされることです。 一方、機械プレス法で作製したムライト断熱耐火れんがは、押出し法で作製したものよりも線収縮率、再焼成線収縮率が小さい。 これは主に、成形プロセスにおけるさまざまな力の方向によるものです。 のせいで。 マシンプレス法で作製したサンプルは、焼成時にある程度膨らみます。
2.2 成形方法による強度への影響
フォーム法で製造されたムライトれんがは、圧縮強度と曲げ強度に優れています。 圧縮強度は 5.6MPa に達し、曲げ強度は 3.2MPa に達します。 機械プレス法で作製したサンプルは、圧縮強度と曲げ強度があります。 どちらも非常に低く、前者のわずか 1/4 です。 後者の強度が低い主な理由は、プレス成形プロセス中の気孔形成剤の「弾性後効果」効果であり、製品の内部亀裂につながります.
2.3 成形法の荷重軟化温度への影響
発泡法で製造されたムライト煉瓦の荷重軟化温度は、機械プレス法または押出法よりも 100 度高く、機械プレス法および押出法で製造されたムライト煉瓦の荷重軟化温度はほぼ 100 度です。同じ。 断熱材の負荷軟化温度は、材料の化学組成と相組成に関連するだけでなく、その細孔構造と切り離すことはできません。 フォーム法で製造されたムライトレンガでは、丸い気孔が均一に分布しているため、応力の集中を効果的に分散させ、変形することなく外力に抵抗する能力を向上させることができます。 同時に、そのマイクロナノレベルの結合された細孔構造は、効果的に熱を分散させることができます。 応力により、高温条件下での体積安定性が向上します。
2.4 成形方法が熱伝導率に与える影響
同じかさ密度の場合、フォーム法で製造されたムライトれんがの熱伝導率は、機械プレス法または押出法よりも小さくなります。 熱伝導率は、製品の気孔率と密接に関係しており、気孔率が増加します。 気固相界面が増加し、固相熱伝導のフォノン散乱が増加し、それによって耐火材料の熱伝導率が低下する。 同時に、熱伝導率も気孔径と密接な関係があります。 高温条件下では、気体分子の動きが激しくなります。 平均自由行程は、衝突確率の増加により減少します。 ガス分子の移動の平均自由行程がこの範囲のマイクロポアのサイズに近いか、それよりも大きい場合、ポア内の対流熱伝達が弱まり、材料の熱伝導率が低下します。 . 発泡法で製造されたムライトれんがの気孔はマイクロナノ気孔であり、対流熱伝達が大幅に減少し、断熱効果が大幅に向上します。
結論は
3 つの異なる成形方法で作成されたムライト軽量断熱れんがの性能を比較することによって。 フォーム工法は、断熱効果が高く、荷重軟化温度が高く、強度が高く、再燃線形変化率が低いという利点があり、明らかな利点があることがわかります。
