Lette ildfaste materialer er ildfaste materialer med lav varmeledningsevne og lav varmekapasitet, også kjent som isolerende ildfaste materialer.
Lette ildfaste materialer er generelt preget av høy porøsitet og lav bulktetthet og blir ofte referert til som termisk isolerende ildfaste materialer.
Tradisjonelt, lette ildfaste materialer har dårlig erosjonsmotstand, styrke, og slitestyrke, så de brukes vanligvis ikke direkte som arbeidsflatematerialer, men er plassert bak arbeidsflaten som et isolerende lag. derimot, jo nærmere det lette, ildfaste materialet er arbeidsflaten, jo bedre er dens varmeisolerende effekt.
Med forbedring av krav til energisparing og utslippsreduksjon, utvikling og forskning av lette ildfaste materialer med høy styrke, motstand mot høy temperatur, og erosjonsmotstand, som kan brukes direkte i arbeidsflaten, har blitt mye vektlagt.
1. Klassifisering av lette ildfaste materialer
Klassifiseringen av lette ildfaste materialer kan deles inn i henhold til deres kjemiske sammensetning, brukstemperatur, eksistensen av forskjellige former, og mikrostruktur.
I henhold til de forskjellige kjemiske mineralsammensetningene, lette ildfaste materialer kan deles inn i aluminiumoksyd lette ildfaste materialer, høy aluminiumoksyd lette ildfaste materialer, mullite lette ildfaste materialer, silika lette ildfaste materialer, leire lette ildfaste materialer, vermikulitt lettvekts ildfaste materialer og diatoméjord lette ildfaste materialer.
Lette ildfaste materialer kan også deles inn etter bruk av temperatur, bruken av lette ildfaste materialer er temperaturen der gjenfyringssvinnet ikke er større enn 1% til 2%.
Lett Mullite Brick
I henhold til bruk av temperaturinndeling, lette ildfaste materialer kan deles inn i lavtemperatur lette ildfaste materialer (brukstemperatur <600 ℃), middels temperatur lette ildfaste materialer (brukstemperatur 600 ~ 1200 ℃), og høytemperatur lette ildfaste materialer (brukstemperatur > 1200 ℃). Høytemperatur lette ildfaste materialer er de mest brukte varmeisolerende materialene i industrielle ovner.
I henhold til eksistensen av divisjonsformen, lette ildfaste materialer kan deles inn i pulverkorn, formet, fiber, og kompositt lette ildfaste materialer.
Polykrystallinsk mullitfibermodul
I tillegg, i henhold til de strukturelle egenskapene, lette ildfaste materialer kan også deles inn i gassfase kontinuerlig strukturell type, solid-fase kontinuerlig strukturell type, og fastfase og gassfase kontinuerlig strukturell type.
2. Varmeisolasjonsprinsippet for lette ildfaste materialer
Lette ildfaste materialer er tilberedt etter det grunnleggende prinsippet om å redusere materialets varmeledningsevne.
Siden lette ildfaste materialer inneholder mange tomrom, formen for varmeoverføring gjennom lette ildfaste materialer er fastfase- og gassfasevarmeoverføring.
Fastfase form for varmeoverføring er hovedsakelig ledning, mens en gassfaseform for varmeoverføring er mer kompleks: varme fra høytemperatursonen til den interne prosessen med isolasjonsmaterialer, i ferd med å berøre lufthullene før rollen som varmeledning oppstår i fast fase.
Etter å ha møtt porene, varmeoverføringsveien blir to og fortsetter å overføres gjennom den faste fasen og porene. For den delen av varmeoverføringen som fortsetter gjennom den faste fasen, avstanden til varmeoverføringsveien økes kraftig på grunn av endringen i ledningsretningen, dvs., den termiske motstanden blir større.
Varmen som overføres gjennom stomata er ledning gjennom gassen, konveksjon varmeoverføring, og strålingsvarmeoverføring.
(1) Varmeledning: som oftest, den termiske ledningsevnen til gassen er svært liten, og det meste av gassen i de indre porene til lette ildfaste materialer er luft. Den termiske ledningsevnen til luft er mye mindre enn for faste materialer. Derfor, varmen som ledes gjennom porene er svært liten.
(2) Konvektiv varmeoverføring: konvektiv varmeoverføring skjer hovedsakelig gjennom strømmen av gass. Siden de fleste av de lette ildfaste materialene i porene er veldig små, luftstrømmen i porene vil være sterkt begrenset, og gassstrømningshastigheten er veldig liten, så varmeoverføringen er også veldig liten.
Jo mindre åpning er poren, jo mindre flyt av luften i poren, og jo mindre mengde væske som overføres ved konveksjon.
Når åpningen til poren er mindre enn poren til gassmolekyler i bevegelsen av det frie området, gassmolekylene slutter å bevege seg, det er ikke lenger varme gjennom gasskonveksjonsoverføringen.
(3) strålingsvarmeoverføring: fordi det meste av den lette ildfaste poregassen for luften, og gassmolekyler er stort sett N2 og O2. de er symmetriske molekylstrukturer av dobbeltatomtype.
Denne typen gassmolekyler absorberer og sender ut strålingsevnen er relativt dårlig.
Derfor, strålingsvarmeoverføringen gjennom poren er hovedsakelig gjennom høytemperaturveggen til poren til lavtemperaturveggen for stråling. Men generelt sett, strålingsvarmeoverføringen gjennom porene er ikke særlig stor.
Det kan sees at eksistensen av porer på evnen til lett ildfast varmeisolasjon er en stor hjelp, i mange tilfeller, utformingen av varmeisolasjonsmaterialer er sentrert på innføring av porer å utføre.
