隔熱耐火材料的分類

隔熱材料(亦稱絕熱材料)是指對(duì)熱流具有顯著阻抗性的材料或材料復(fù)合體隔熱耐火材料的氣孔率一般都在 45%以上，體積密度低(不高于  1.5g/cm3)、 熱導(dǎo)率低(≤1.0 w·m-1k-1)的材料。隔熱材料種類繁多，一般可按材質(zhì)、使用溫度、形態(tài)和結(jié)構(gòu)來(lái)分類。

(1)按其內(nèi)部的組織構(gòu)造可以分為三類：

一是多孔質(zhì)顆粒類，較為常見(jiàn)的有膨脹蛭石和膨脹珍珠巖等;二是多孔纖維質(zhì)：常見(jiàn)的有超細(xì)玻璃棉、石棉和礦巖棉等。這類材料的耐熱性能好且熱導(dǎo)系數(shù)低，通常是由無(wú)機(jī)纖維制成的單一或幾種復(fù)合而成的纖維布或氈，具有熱導(dǎo)率低、耐溫性能好的特點(diǎn)。但玻璃棉和礦棉試樣在應(yīng)用時(shí)易吸水，并且在空氣中產(chǎn)生纖維塵埃，對(duì)人體健康有害，嚴(yán)重阻礙了它們的推廣和應(yīng)用。在上世紀(jì)80年代，纖維質(zhì)隔熱材料在市場(chǎng)上占有份額較大，由于其優(yōu)異的隔熱和防火性能，主要應(yīng)用于建筑物的墻體保溫。由于無(wú)機(jī)纖維有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，如質(zhì)輕，低熱導(dǎo)和高熱容，近年來(lái)，在各類先進(jìn)武器的熱防護(hù)工程中被廣泛應(yīng)用。目前能批量生產(chǎn)的無(wú)機(jī)纖維有硅酸鋁纖維、玻璃纖維、石英纖維、氧化鋯纖維，碳纖維和碳化硅纖維等。三是發(fā)泡類：包括無(wú)機(jī)類，有機(jī)類和有機(jī)-無(wú)機(jī)混合類三種類型。常見(jiàn)的無(wú)機(jī)類有泡沫玻璃和水泥等。在上世紀(jì)80年代，由于硅酸鈣試樣具有體積密度小，熱導(dǎo)率低，耐火度高和力學(xué)性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在硬質(zhì)塊狀材料中是公認(rèn)的綜合性能最好的隔熱材料。但到了20世紀(jì)90年代，由于其試樣中含有石棉，逐漸被紙漿纖維替代。但紙漿纖維不耐高溫，使其高溫應(yīng)用受到顯著影響。有機(jī)類有酚醛泡沫、聚乙烯泡沫和聚氨脂泡沫等;這類泡沫型隔熱材料體積密度低，低熱導(dǎo)率和耐水，在保溫領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

(2) 按使用溫度分為低溫隔熱材料和高溫隔熱材料。

低溫隔熱材料的使用溫度范圍為600~900℃;中溫隔熱材料的使用溫度范圍為 900~1200℃ 為;高溫隔熱材料的使用溫度一般高于 1200℃。

(3) 按體積密度可分為超輕質(zhì)和輕質(zhì)磚。

體積密度在 0.4~1.3g/cm3 的輕質(zhì)磚;超輕質(zhì)磚的體積密度低于 0.4g/cm3。

(4) 按制品形狀分類。

一種是定型的輕質(zhì)耐火磚，包括粘土磚、硅質(zhì)、高鋁質(zhì)以及某些純氧化物輕質(zhì)磚等;另一種是不定形輕質(zhì)耐火材料，如輕質(zhì)耐火混凝土等。

(5)按原料可分為氧化鋁質(zhì)、高鋁質(zhì)、硅質(zhì)和鎂質(zhì)等隔熱耐火材料。不同材質(zhì)的隔熱耐火材料有不同的使用溫度及相關(guān)性能特點(diǎn)。

(6)按材質(zhì)可分為有機(jī)隔熱材料、無(wú)機(jī)隔熱材料和金屬隔熱材料三類。

工業(yè)窯爐中爐體表面散熱損失和砌體蓄熱損失，一般為燃料消耗的  24~45%左右。當(dāng)爐體的結(jié)構(gòu)材料采用熱容低、熱導(dǎo)系數(shù)小的輕質(zhì)磚時(shí)，可大大減小燃料消耗;同時(shí)，由于窯爐可以快速升溫和冷卻，能提高設(shè)備生產(chǎn)效率;還能減輕爐體重量，簡(jiǎn)化爐體構(gòu)造，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低環(huán)境溫度，改善勞動(dòng)條件。

輕質(zhì)耐火材料組織結(jié)構(gòu)疏松，材料內(nèi)氣孔率較大，有抗渣性能較差的缺點(diǎn)，熔渣能很快的侵入到磚體氣孔內(nèi)，使之碎裂，不能在直接接觸液態(tài)金屬和熔渣的部位使用;同時(shí)由于其耐磨性能差，力學(xué)強(qiáng)度低，熱穩(wěn)定性不好，不能用作承重結(jié)構(gòu)，也不宜用于與爐料接觸、易于磨損的部。

由于輕質(zhì)耐火材料存在上述缺點(diǎn)，因此在工業(yè)窯爐中輕質(zhì)耐火材料一般不用于同爐料接觸的爐膛部位、有爐渣以及流速大的熱氣流中和機(jī)械振動(dòng)大的部位。輕質(zhì)耐火材料多被用做窯爐的隔熱層或保溫層。目前常用的輕質(zhì)耐火材料制品主要有氧化鋯空心球、氧化鋁空心球、輕質(zhì)莫來(lái)石磚、輕質(zhì)高鋁磚、輕質(zhì)粘土磚和耐火纖維等目前常用的目前常用的輕質(zhì)隔熱材料。