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选择隔热保温材料注意的问题

日期: 2020-08-12
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在高温工业,利用保温隔热材料实现节能环保的例子很多。隔热保温材料是气孔率高( 40%~85%以上)、体积密度低(低于1.5g. cm°)、热导率低(低于1.0 W. (m. K)')的隔热保温材料。在选择这些隔热保温材料时要注意以下问题:

 

(1)隔热保温材料的热导率(λ):也称导热系数,而它的倒数1/λ为热阻。热导率越小,隔热效果越好。空气的热导率 低。固体材料的热导率要比气体大得多,所以固体材料的气孔能显著降低材料的热导率,因此要求隔热材料必须是高气孔率。气孔率越高,λ值越小,近似的定量关系为:λ= λ。(1-P)式中,λ。一-无气孔材料的热导率;P--材料气孔率。另外气孔大小对λ值也有一定影响。低温时,隔热材料的热导率随气孔径增大而降低,800C以上特别是1000 °C以上热导率随气孔径增大而迅速提高。因此,高温时用气孔径小的隔热材料,而低温时用气孔径大的隔热材料。在气孔率相同时,显微结构以气相为连续相比固相连续相的热导率小,纤维材料中气孔像固相-样连续,所以耐火纤维及制品的热导率小。由于化学矿物成分的差异,隔热材料的固相材料的热阻率差别很大。一般是晶体结构越复杂热导率越小,固相中的玻璃相比晶相的热导率低。随温度升高,玻璃相热导率升高;而结晶相温度升高,热导率下降。英国开发-种超细SiO2复合隔热材料,体积密度0.24g. cm°左右,其热导率比所有隔热材料都低,甚至小于静止空气。

 选择隔热保温材料注意的问题

(2)隔热材料的耐热性: 一些隔热材料的使用温度较低,如纳米绝热板在安钢100t钢包使用,钢包壳温度在250 C以下,保温效果很好,但使用温度较低,低于1 000 C。超过使用温度,会受压变形,导致内衬跟着变形,不但保温性能变差,且带来安全隐患。因此,有人认为隔热材料主要取决于- -定温度下收缩变形大小,不关注其耐火度。国际上一般都以重烧收缩量不大于2%的温度作为隔热材料使用温度范围,也作为隔热材料与纯耐火材料的区别 。

 

(3) 隔热材料的强度:由于气孔率较高,相对强度较低,如上述的纳米绝热板,保温效果好,气孔率高,而强度低。为了保证运输和施工需要,隔热材料必须有一定强度。特别是有些与火焰直接接触的隔热制品,提高强度非常重要。随着体积密度增大而强度提高,在体积密度相同时,固相连接比气相连接强度高,这与孔径大小有关系,降低气孔径是提高隔热材料强度的有效技术措施。

 

(4)气氛与隔热材料:许多热工设备工作衬用隔热材料,也常用各种保护气氛,如CO,CO2, H2, N2等。Al2O3-SiO2耐火材料在氲气中,SiO2被还原为金属硅并生成水蒸气,Al2O3很稳定,因此在氢气中要选用氧化铝质隔热材料。在硅酸铝纤维中含有3%~4% Cr2O3,在氢气还原气氛中易被还原,因此含有氧化铬的硅酸铝纤维不易在还原气氛中使用等等。

 

(5)隔热方式:在间歇作业的热工设备上,炉衬热面直接砌隔热层( 耐火纤维贴面),可以取得 佳的节能效果,而对连续作业的热工设备,在外壁(冷面)加强隔热优于内壁(热面)隔热的效果。


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