ไม่เพียงแต่วัตถุดิบเท่านั้น แต่กระบวนการหล่อขึ้นรูปก็เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของอิฐทนไฟที่เป็นฉนวนความร้อนด้วย

การประหยัดพลังงานของเตาเผาอุตสาหกรรมเป็นปัญหาหลักที่ต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วนโดยผู้ใช้พลังงานรายใหญ่ เช่น อุตสาหกรรมโลหะ เครื่องจักร และเคมี การใช้วัสดุฉนวนความร้อนน้ำหนักเบาที่มีความหนาแน่นต่ำและค่าการนำความร้อนต่ำเป็นวัสดุบุผิวเตาเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากมีค่าการนำความร้อนต่ำ ความจุความร้อนต่ำ ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนได้ดี ความแม่นยำของมิติสูง และโครงสร้างที่สม่ำเสมอ อิฐทนไฟที่เป็นฉนวนความร้อนมัลไลท์จึงเหมาะสำหรับงานด้านต่างๆ เช่น โลหะวิทยา ปิโตรเคมี วัสดุก่อสร้าง เซรามิก และเครื่องจักร การบุพื้นผิวร้อนของเตาอุตสาหกรรมชนิดนี้และการรองรับเนื่องจากสามารถสัมผัสโดยตรงกับเปลวไฟเป็นวัสดุทนไฟที่เป็นฉนวนความร้อนที่ยอดเยี่ยมมาก
อิฐทนไฟ Mullite ฉนวนความร้อนบรรลุผลของน้ำหนักเบาและฉนวนกันความร้อนโดยการเจาะรูภายในวัสดุ ดังนั้น หลักการเตรียมคือการแนะนำรูพรุนในวัสดุ โดยส่วนใหญ่รวมถึงวิธีเบิร์นออก วิธีโฟม และวิธีเคมี วิธีการทั่วไป เช่น วิธีการทำปฏิกิริยา วิธีวัสดุที่มีรูพรุน วิธีการฉีดขึ้นรูปเจล วิธีการทำแห้งแบบเยือกแข็ง และวิธีการสลายตัวในแหล่งกำเนิด ในหมู่พวกเขา วิธีการเผาสามารถแบ่งออกเป็นวิธีการอัดขึ้นรูปและวิธีการกดด้วยเครื่องจักรเนื่องจากวิธีการขึ้นรูปที่แตกต่างกัน กระบวนการเตรียมที่แตกต่างกันมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของอิฐมัลไลท์ เพื่อสำรวจอิทธิพลของกระบวนการต่างๆ ต่ออิฐมัลไลท์ ได้ทำการทดลองเพื่อเตรียมอิฐมัลไลท์ 3 วิธี ได้แก่ วิธีกดด้วยเครื่องจักร วิธีอัดขึ้นรูป และวิธีโฟม และเปรียบเทียบประสิทธิภาพของมัน
การทดลอง
1.1 วัตถุดิบ
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 คือ 0.043-0.2 มม.), ไคยาไนต์และซิลลิมาไนต์ สารที่ทำให้เกิดฟองที่ใช้ในการทดลองคือโซเดียมโดเดซิลซัลโฟเนต วัสดุที่ใช้ในการเผาไหม้คือขี้เลื่อยและลูกบอลโพรพิลีน สารจับยึดคือโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA)
1.2 การเตรียมการ
วิธีโฟม: วัตถุดิบทดลองผสมล่วงหน้า 4 ชั่วโมงตามอัตราส่วนในตาราง เติมน้ำ 30~35wt เปอร์เซ็นต์เพื่อผสมผงให้เป็นสารละลายที่สม่ำเสมอและเสถียร จากนั้นเติมน้ำลงในสารทำฟองและคนด้วยความเร็วสูงเพื่อให้ได้โฟมที่คงตัว สุดท้ายผสมสารละลายและโฟมให้เข้ากัน ฉีดลงในแม่พิมพ์ขนาด 40mmx40mmx160mm. และเขย่าเล็กน้อย หลังจากเอาฟองอากาศขนาดใหญ่ออกแล้ว ให้วางไว้ที่อุณหภูมิห้องเพื่อให้แห้งตามธรรมชาติเป็นเวลา 8-12 ชั่วโมง ถอดแม่พิมพ์และอบที่อุณหภูมิ 1100 องศาเป็นเวลา 24 ชั่วโมง หลังจากเผาที่ 1,550 เปอร์เซ็นต์และปล่อยให้อุ่นเป็นเวลา 3 ชั่วโมง จะได้อิฐทนไฟมัลไลต์ที่กันความร้อนได้
วิธีการกด: วัตถุดิบในการทดลองถูกผสมล่วงหน้าตามอัตราส่วน 2# ในตารางที่ 1 เป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากนั้นจึงเจือจางพอลิไวนิลแอลกอฮอล์แล้วเติมลงในผงผสมที่สม่ำเสมอ กวนเป็นเวลา 10-15 นาที และอัดขึ้นรูปเป็นเหล็กแท่งขนาด 114 มม. × 65 มม. × 230 มม. ที่ความดัน 5 เมกะปาสคาล อิฐถูกอบที่อุณหภูมิ 110 องศาเป็นเวลา 24 ชั่วโมง พวกเขาถูกเผาที่อุณหภูมิ 1550 องศาและเก็บไว้เป็นเวลา 3 ชั่วโมงเพื่อให้ได้อิฐทนไฟมัลไลต์ที่เป็นฉนวนความร้อน
วิธีการอัดรีด: วัตถุดิบในการทดลองผสมล่วงหน้าตามสัดส่วน 3# ในตารางที่ 1 เป็นเวลา 4 ชั่วโมง และเติมน้ำ 10-15เปอร์เซ็นต์น้ำหนัก แล้วคนให้เข้ากัน หลังจากขั้นตอนกระบวนการ เช่น การดักจับวัสดุและการกลั่นโคลน 114mm× ถูกเตรียมโดยการอัดขึ้นรูป อิฐขนาด 65 มม. × 230 มม. ถูกอบที่อุณหภูมิ 1100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นเผาที่อุณหภูมิ 1550 องศา และเก็บไว้เป็นเวลา 3 ชั่วโมงเพื่อให้ได้อิฐมัลไลท์
1.3 ลักษณะ
ภายใต้สมมติฐานที่ว่าความหนาแน่นรวมของตัวอย่างที่เตรียมโดยวิธีการขึ้นรูปสามวิธีคือ 1.0-1.1g/cm3 ประสิทธิภาพของตัวอย่างแต่ละกลุ่มจะได้รับการทดสอบหลายครั้ง และหาค่าเฉลี่ย
(1) อัตราการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นของตัวอย่างหลังการเผาถูกกำหนดตามมาตรฐานแห่งชาติ GB/T5998-2007:
(2) อัตราการเปลี่ยนแปลงของเส้นการเผาใหม่จะถูกกำหนดตามมาตรฐานแห่งชาติ (GB/T3997.1-1998)
(3) กำลังรับแรงอัดของตัวอย่างถูกกำหนดตามมาตรฐานแห่งชาติ (GB/T3997.2-1998)
(4) ค่าการนำความร้อนของตัวอย่างเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมโลหะวิทยา (YB/T4130-2005) ใช้เครื่องวัดการนำความร้อนแบบเรียบ (PBD-12-4Y) สำหรับการวัด
(5) อุณหภูมิอ่อนตัวของโหลดที่อุณหภูมิสูงของตัวอย่างถูกกำหนดตามมาตรฐานแห่งชาติ (GB/T5989-1998) วัดโดยวิธีเพิ่มส่วนต่าง
ผลลัพธ์และการอภิปราย
2.1 อิทธิพลของวิธีการขึ้นรูปต่อการเปลี่ยนแปลงของเส้น
หลังจากตัวอย่างอิฐมัลไลต์ถูกเผาที่อุณหภูมิ 1550 องศาเป็นเวลา 3 ชั่วโมง อัตราการหดตัวเชิงเส้นของตัวอย่างที่เตรียมโดยวิธีโฟมจะมีค่ามากที่สุด ถึงร้อยละ 2.4 ; อัตราการหดตัวเชิงเส้นของตัวอย่างที่เตรียมด้วยวิธีอัดรีดมีค่าน้อยที่สุดเพียง 1.3 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเผาตัวอย่างซ้ำอีกครั้งที่อุณหภูมิ 1620 องศา เป็นเวลา 12 ชั่วโมง ตัวอย่างที่เตรียมด้วยวิธีโฟมจะมีอัตราการหดตัวเชิงเส้นของการเผาซ้ำน้อยที่สุดที่ 0.73 เปอร์เซ็นต์ ; ในขณะที่ตัวอย่างที่เตรียมโดยวิธีการขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูปมีอัตราการหดตัวเชิงเส้นแบบเผาไหม้ซ้ำที่ใหญ่ที่สุดถึงร้อยละ 1.56
อิฐมัลไลต์ที่เตรียมโดยวิธีโฟมมีลักษณะของการหดตัวเชิงเส้นขนาดใหญ่หลังจากการเผาและการหดตัวเชิงเส้นต่ำหลังจากการเผาซ้ำ เหตุผลหลักคือโครงสร้างของมันมีความสม่ำเสมอมากกว่า และการกระจายขนาดรูพรุนนำเสนอการกระจายแบบสองขั้วของการอยู่ร่วมกันของไมโครนาโน และการเผาผนึกก็เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์มากขึ้น ในทางกลับกัน อัตราการหดตัวเชิงเส้นและอัตราการหดตัวเชิงเส้นแบบยิงซ้ำของอิฐทนไฟฉนวนความร้อนมัลไลต์ที่เตรียมโดยวิธีการกดด้วยเครื่องจักรนั้นน้อยกว่าที่เตรียมโดยวิธีอัดขึ้นรูป สาเหตุหลักมาจากทิศทางของแรงที่แตกต่างกันในกระบวนการขึ้นรูป เกิดจาก. ตัวอย่างที่เตรียมโดยวิธีการกดด้วยเครื่องจักรจะพองตัวในระดับหนึ่งในระหว่างกระบวนการเผา
2.2 อิทธิพลของวิธีการขึ้นรูปต่อความแข็งแรง
อิฐมัลไลต์ที่เตรียมโดยวิธีโฟมมีกำลังอัดและกำลังรับแรงดัดที่ดี แรงอัดถึง 5.6MPa และแรงดัดถึง 3.2MPa ในขณะที่ตัวอย่างที่เตรียมด้วยวิธีกดด้วยเครื่องจักรจะมีกำลังรับแรงอัดและกำลังรับแรงดัด ทั้งคู่ต่ำมาก เพียง 1/4 ของอดีต เหตุผลหลักสำหรับความแข็งแรงที่ลดลงของส่วนหลังคือผล "ความยืดหยุ่นภายหลัง" ของรูพรุนเดิมในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ ซึ่งนำไปสู่รอยร้าวภายในผลิตภัณฑ์

2.3 อิทธิพลของวิธีการขึ้นรูปต่ออุณหภูมิอ่อนตัวภายใต้โหลด

อุณหภูมิอ่อนตัวของโหลดของอิฐมัลไลท์ที่เตรียมโดยวิธีโฟมนั้นสูงกว่าวิธีกดด้วยเครื่องจักรหรือวิธีอัดขึ้นรูปถึง 100 องศา ในขณะที่อุณหภูมิอ่อนตัวของโหลดของอิฐมัลไลท์ที่เตรียมโดยวิธีกดด้วยเครื่องจักรและวิธีอัดขึ้นรูปนั้นเกือบ เหมือน. อุณหภูมิอ่อนตัวของโหลดของวัสดุฉนวนไม่เพียงเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทางเคมีและเฟสของวัสดุเท่านั้น แต่ยังแยกออกจากโครงสร้างรูพรุนด้วย ในอิฐมัลไลท์ที่เตรียมโดยวิธีโฟมนั้นรูกลมจะกระจายอย่างสม่ำเสมอซึ่งสามารถกระจายความเข้มข้นของความเค้นได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงความสามารถในการต้านทานแรงภายนอกโดยไม่เสียรูป ในขณะเดียวกัน โครงสร้างรูพรุนที่รวมกันระดับไมโครนาโนสามารถกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความเครียดทำให้มีเสถียรภาพด้านปริมาตรที่ดีขึ้นภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง
2.4 อิทธิพลของวิธีการขึ้นรูปต่อการนำความร้อน

ในกรณีที่มีความหนาแน่นเท่ากัน ค่าการนำความร้อนของอิฐมูลไลท์ที่เตรียมโดยวิธีโฟมจะน้อยกว่าวิธีกดด้วยเครื่องจักรหรือวิธีอัดขึ้นรูป ค่าการนำความร้อนมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความพรุนของผลิตภัณฑ์ และความพรุนจะเพิ่มขึ้น อินเทอร์เฟซของเฟสของแข็งและก๊าซเพิ่มขึ้น และการกระเจิงของโฟนอนของการนำความร้อนในเฟสของแข็งจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยลดการนำความร้อนของวัสดุทนไฟ ในขณะเดียวกัน ค่าการนำความร้อนยังสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับเส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุนอีกด้วย ภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง การเคลื่อนที่ของโมเลกุลของก๊าซจะรุนแรงขึ้น เส้นทางว่างเฉลี่ยจะลดลงเนื่องจากความน่าจะเป็นในการชนกันเพิ่มขึ้น เมื่อเส้นทางการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซโดยอิสระเข้าใกล้หรือมากกว่าขนาดของรูพรุนขนาดเล็กในช่วงนี้ การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนในรูพรุนจะอ่อนลงและค่าการนำความร้อนของวัสดุจะลดลง . รูพรุนของอิฐมัลไลต์ที่เตรียมโดยวิธีโฟมคือรูพรุนระดับไมโครนาโน การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนจะลดลงอย่างมาก และผลของฉนวนความร้อนก็ดีขึ้นอย่างมาก
สรุปแล้ว
โดยการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของอิฐฉนวนมวลเบามูลไลท์ที่เตรียมโดยวิธีการขึ้นรูปที่แตกต่างกันสามวิธี เราจะเห็นว่าวิธีโฟมมีข้อดีของฉนวนความร้อนที่ดี อุณหภูมิอ่อนแรงโหลดสูง ความแข็งแรงดี และอัตราการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นของการเผาไหม้ใหม่ต่ำ ดังนั้นจึงมีข้อดีที่ชัดเจน