隔热材料在1500T左右比较低的温度区域使用时可以使用陶瓷类物质,但在更高的温度区域由于耐热性、易污染被加热物质、隔热材料产生气体等原因而采用炭素质隔热材料。
9.3.2炭素隔热材料的分类炭素质隔热材料根据其形状分类,大致可分为粉末或粒状和炭纤维系列。(1) 粉末或粒状。粉末或粒状物中有焦粉、石墨粉、炭黑,这种形状的隔热材料有如下的特点:1)使用时的形状随意自由;2)采用不同的充填方法可以改变堆积密度;3)有消耗的时候,仅补充消耗掉的部分,十分经济。但同时也必须留意如下几点:1)很难充填均匀;2)容易因扬尘而造成污染。影响填充均匀性的原因:1)隔热材料在施工时由于架桥现象产生蜂巢;2)使用中因粉末移动下沉产生空隙。炭黑是数十纳米大小的粉末,有隔热效果好的优点,也有飞扬易污染的缺点。为了改善这一缺点,有将炭黑加工成0.1-2.0mm的颗粒,其表面被包覆一层硬质炭,成为一种改善了流动性、污染性的颗粒状隔热材料。(2) 炭纤维系列。炭纤维系列隔热材料的形状有粉末状(粉、短纤维)、毛毡状、成型体(舟、皿状)等各种各样的°由于这种隔热材料可以用剪刀进行简单的剪裁切断加工,施工时的可操作性强,隔热效果好,所以是现在使用最多的隔热材料。常用的有:1) 粉末状:因与前项所介绍的粉末或粒状相似,其特点和问题点也如前项所述。2) 毛毡状(炭毡):具有均一的厚度和可挠性,可以缠绕或重叠在隔热层使用,可操作性强。另外,由于厚度均一,体积密度固定,可以根据预测隔热效果而对炉子进行设计。但有时也会有单根丝脱落飞散的情况,或因使用条件限制不易应用的场合。3) 成型体:将炭毡或短切炭纤维以沥青类黏结剂成型固化后的纤维系列隔热材料,可单独使用且使用方便。另外也不会有粉末或炭毡那样粉末飞扬、因此对产品没有影响。与炭毡相比体积密度高,隔热性能稍差,消耗后不能修理或修补只能换新。硬毡制品如图9-18和图9-19所示。4) 多层反射板:纤维系列隔热材料的传热机理大致分空隙部的热辐射、换热和经纤维的热传导。在高温区域受空隙部的热辐射和换热的传热机理影响大。根据此传热机理作为降低换热的一种方法是在隔热材料之间夹入多层石墨薄层的多层反射板。石墨硬毡复合材料如图9-20所示。隔热材料体积密度越小质量就越轻,有利于施工。另外,隔热材料的体积密度小,热容量就小,炉子升温所需要的能量就少,同时升温、冷却速度也快,炉子的循环操作短,比较经济。炭素质隔热材料大多使用在高温领域,在高温领域主要是辐射传热。体积密度大的话,对辐射传热有效,炉外壁温度低,热损失小,因此在选定体积密度时应充分考虑。
9.3.4隔热材料的热处理温度与热传导、氧化及吸水性的关系9.3.4.1热处理温度和热导率炭素材料由于热处理温度不同,热导率也不同,热处理温度高,热导率就高。粒状隔热材料的热导率与温度的相关性如图9-22所示。粒状隔热材料(B)是将粒状隔热材料(A)高温处理后的产物。粒状隔热材料(B)的热导率比粒状隔热材料(A)高,经2800℃处理后产物的热导率比粒状隔热材料(B)更高。同样对于炭纤维,石墨质纤维的热导率比炭质纤维高。
Copyright © 海南宏盛元贸易有限公司 版权所有 琼ICP备2023004169号-1 网站建设:海南共赢利信息技术有限公司