Refratários leves são refratários com baixa condutividade térmica e baixa capacidade térmica, também conhecidos como refratários isolantes.
Os refratários leves são geralmente caracterizados por alta porosidade e baixa densidade aparente e são frequentemente chamados de refratários de isolamento térmico..
Tradicionalmente, refratários leves têm baixa resistência à erosão, força, e resistência à abrasão, portanto, geralmente não são usados diretamente como materiais de superfície de trabalho, mas são colocados atrás da superfície de trabalho como uma camada isolante. No entanto, quanto mais próximo o material refratário leve estiver da face de trabalho, melhor será o seu efeito de isolamento térmico.
Com a melhoria dos requisitos de poupança de energia e redução de emissões, o desenvolvimento e pesquisa de materiais refratários leves com alta resistência, resistência a altas temperaturas, e resistência à erosão, que pode ser usado diretamente na face de trabalho, foram amplamente enfatizados.
1. Classificação de Refratários Leves
A classificação dos refratários leves pode ser dividida de acordo com sua composição química, usar temperatura, a existência de diferentes formas, e microestrutura.
De acordo com as diferentes composições químicas minerais, refratários leves podem ser divididos em materiais refratários leves de alumina, materiais refratários leves de alta alumina, materiais refratários leves de mulita, materiais refratários leves de sílica, materiais refratários leves de argila, materiais refratários leves de vermiculita e materiais refratários leves de terra diatomácea.
Os refratários leves também podem ser divididos de acordo com o uso da temperatura, o uso de refratários leves é a temperatura na qual a retração de requeima não é maior que 1% para 2%.
Tijolo leve de mulita
De acordo com o uso da divisão de temperatura, refratários leves podem ser divididos em refratários leves de baixa temperatura (usar temperatura <600 ℃), refratários leves de média temperatura (usar temperatura 600 ~ 1200 ℃), e refratários leves de alta temperatura (usar temperatura > 1200 ℃). Refratários leves de alta temperatura são os materiais isolantes térmicos mais comumente usados em fornos industriais.
De acordo com a existência da forma de divisão, refratários leves podem ser divididos em pó granulado, em forma, fibra, e refratários leves compostos.
Módulo de fibra de mulita policristalina
Além disso, de acordo com as características estruturais, refratários leves também podem ser divididos em tipo estrutural contínuo em fase gasosa, tipo estrutural contínuo de fase sólida, e tipo estrutural contínuo de fase sólida e fase gasosa.
2. Princípio de isolamento térmico de refratários leves
Os refratários leves são preparados pelo princípio básico de redução da condutividade térmica do material.
Como os refratários leves contêm muitos vazios, a forma de transferência de calor através de refratários leves é a transferência de calor em fase sólida e fase gasosa.
A forma de transferência de calor em fase sólida é principalmente condução, enquanto uma forma de transferência de calor em fase gasosa é mais complexa: calor da zona de alta temperatura para o processo interno de materiais de isolamento, no processo de tocar os orifícios de ar antes que o papel da condução de calor ocorra na fase sólida.
Depois de encontrar os poros, o caminho de transferência de calor torna-se dois e continua a transferir através da fase sólida e dos poros. Para a parte da transferência de calor que continua através da fase sólida, a distância da rota de transferência de calor aumenta bastante devido à mudança na direção de condução, ou seja, a resistência térmica torna-se maior.
O calor transferido através dos estômatos é conduzido através do gás, transferência de calor por convecção, e transferência de calor por radiação.
(1) Condução de calor: geralmente, a condutividade térmica do gás é muito pequena, e a maior parte do gás nos poros internos dos materiais refratários leves é ar. A condutividade térmica do ar é muito menor que a dos materiais sólidos. Portanto, o calor conduzido pelos poros é muito pequeno.
(2) Transferência de calor convectiva: a transferência de calor por convecção ocorre principalmente através do fluxo de gás. Como a maioria dos refratários leves nos poros são muito pequenos, o fluxo de ar no poro será bastante restrito, e a taxa de fluxo de gás é muito pequena, então a transferência de calor também é muito pequena.
Quanto menor a abertura do poro, a menor fluidez do ar no poro, e quanto menor for a quantidade de líquido transferido por convecção.
Quando a abertura do poro é menor que a do poro das moléculas de gás no movimento da faixa livre, as moléculas do gás param de se mover, não há mais calor através da transferência de convecção de gás.
(3) transferência de calor por radiação: porque a maior parte do gás poroso refratário leve para o ar, e as moléculas de gás são principalmente N2 e O2. eles são estruturas moleculares simétricas do tipo átomo duplo.
Este tipo de moléculas de gás absorvem e emitem capacidade de radiação é relativamente pobre.
Portanto, a transferência de calor por radiação através do poro ocorre principalmente através da parede de alta temperatura do poro para a parede de baixa temperatura para radiação. Mas em geral, a transferência de calor por radiação através dos poros não é muito grande.
Percebe-se que a existência de poros na capacidade de isolamento térmico refratário leve é de grande ajuda, em muitos casos, o projeto de materiais de isolamento térmico está centrado na introdução de poros para realizar.
