Обзор продукта и технологии

Муллитолитиевый легкий теплоизоляционный кирпич — это промышленный теплоизоляционный материал, сочетающий в себе сверхнизкую теплопроводность, высокотемпературную теплоизоляцию и огнеупорные свойства. Модельный ряд включает в себя полную серию JM-23/26/28/30. Выдающиеся технологические преимущества этого продукта заключаются в его превосходных теплоизоляционных свойствах и отличной высокотемпературной стабильности, что обеспечивает идеальное энергосберегающее решение для современных промышленных печей и печей обжига.

Ключевые технологические особенности муллитолитиевого легкого теплоизоляционного кирпича заключаются в его уникальной конструкции с многочисленными порами и точном контроле химического состава. В качестве основных сырьевых материалов используются высокочистая окись алюминия и диоксид кремния. Благодаря передовым технологиям создания пор формируется равномерно распределенная микропористая структура, что обеспечивает превосходную теплоизоляцию и низкую объемную плотность.

Технические параметры и показатели производительности

Анализ огнеупорных свойств

Муллитолитиевый легкий теплоизоляционный кирпич демонстрирует превосходные огнеупорные свойства, обычно не ниже 1790 ℃. Этот технический показатель означает, что материал начинает плавиться и размягчаться при температуре около 1790 ℃ и выше, что полностью удовлетворяет требованиям большинства высокотемпературных промышленных условий. В практическом применении температура размягчения под нагрузкой является еще одним ключевым техническим параметром. Температура начала размягчения легкого муллитолитиевого кирпича при давлении 0,2 МПа обычно составляет около 1600 ℃, конкретное значение зависит от класса материала. Точка размягчения высокочистого и плотного муллитолитиевого теплоизоляционного кирпича выше и может приближаться к 1700 ℃, а точка размягчения материалов с низкой плотностью относительно ниже, примерно в диапазоне 1300-1500 ℃.

Механические характеристики

С точки зрения механических свойств, прочность на сжатие легкого муллитолитиевого кирпича при комнатной температуре относительно низкая, обычно составляет около 1-5 МПа. Это значение несколько увеличивается с повышением плотности кирпича. Следует особо отметить, что обычный легкий теплоизоляционный кирпич из-за большого количества пор имеет механическую прочность значительно ниже, чем плотный огнеупорный кирпич, а его прочность на сжатие составляет лишь несколько десятых от прочности плотного огнеупорного кирпича. Эта конструктивная особенность делает легкий кирпич более подходящим для использования в качестве теплоизоляционного материала, а не как несущий конструкционный элемент.

Физические показатели

Муллитолитиевый легкий кирпич относится к типичным пористым теплоизоляционным материалам, его объемная плотность составляет примерно 0,6-1,3 г/см³, конкретное значение зависит от марки продукта. Например, плотность JM-23 составляет около 0,6 г/см³, а JM-30 — около 1,0 г/см³. Конструкция продукта основана на принципе обратной зависимости между плотностью и теплоизоляционными свойствами: чем ниже плотность, тем лучше теплоизоляционные свойства, но при этом механическая прочность снижается.

Что касается теплопроводности, муллитолитиевый легкий кирпич демонстрирует превосходные теплоизоляционные свойства. Коэффициент теплопроводности типичных продуктов при средней температуре около 350 ℃ составляет около 0,2-0,4 Вт/(м·К), даже при высокой температуре 600 ℃ он обычно не превышает 0,5 Вт/(м·К). Этот показатель значительно лучше, чем у плотного огнеупорного кирпича. Такой низкий коэффициент теплопроводности означает, что продукт имеет преимущества в виде малой теплоемкости и малых тепловых потерь, что способствует значительному повышению теплоизоляционных свойств футеровки и общего уровня энергоэффективности.

Номенклатура продукции

Муллитолитиевый теплоизоляционный кирпич имеет стандартную систему обозначений. К распространенным типам относятся JM-23, JM-26, JM-28, JM-30 и т.д. Обозначение «JM» происходит от английского «Insulating Mullite». Каждый тип соответствует различным температурным классам использования, а число приблизительно указывает на максимальную рабочую температуру. Например, температурный класс кирпича JM-23 составляет 1260 ℃, а JM-30 — 1650 ℃. С повышением класса продукта содержание оксида алюминия и плотность увеличиваются. Например, JM-23 содержит около 42% Al₂O₃ и имеет плотность 0,6 г/см³, а JM-30 содержит около 72% Al₂O₃ и имеет плотность 1,0 г/см³.

Анализ областей промышленного применения

Применение в черной металлургии

В черной металлургии муллитолитиевый легкий теплоизоляционный кирпич широко используется в качестве теплоизоляционного и подкладочного слоя в различных высокотемпературных теплотехнических устройствах. Основная цель — уменьшение тепловых потерь и повышение эффективности использования энергии. Типичные области применения включают теплоизоляционный слой шахты и днища доменной печи, теплоизоляционную конструкцию свода и стен воздухонагревательной печи, а также теплоизоляционный слой различных выравнивающих и отжиговых печей и других теплообрабатывающих устройств. Эти области применения обычно характеризуются высокими температурами и необходимостью хорошей теплоизоляции. Высокая огнеупорность и низкий коэффициент теплопроводности муллитолитиевого кирпича идеально соответствуют этим жестким техническим требованиям. Кроме того, он широко используется в теплоизоляционных крышках для ковшей для чугуна и стали, а также в теплоизоляционных подкладках различных печей.

Применение в нефтехимической промышленности

Нефтехимические установки предъявляют очень строгие требования к тепловому КПД. В этой области муллитолитиевый теплоизоляционный кирпич в основном используется в качестве внутреннего теплоизоляционного слоя различных печей и печей пиролиза. Конкретные области применения включают печи нагрева в процессе нефтепереработки, печи атмосферной и вакуумной перегонки, а также печи пиролиза этилена, печи конверсии аммиака, печи нагрева установок получения водорода и другие ключевые установки. В этих областях применения муллитолитиевый легкий кирпич обычно обеспечивает вторичную теплоизоляцию за пределами огнеупорного рабочего слоя, снижая температуру стенок печи для достижения цели энергосбережения.

Применение в производстве стекла

Печные системы стекольной промышленности предъявляют особые технические требования к теплоизоляционным материалам: они должны выдерживать высокие температуры и противостоять химической коррозии силикатных расплавов. Муллитолитиевый легкий теплоизоляционный кирпич благодаря своим превосходным высокотемпературным свойствам и коррозионной стойкости широко используется в накопителях тепла и некоторых высокотемпературных зонах стекловаренных печей. Типичные области применения включают подкладку кладки рекуператоров, теплоизоляционный слой дымоходов, а также теплоизоляционный слой стен и свода ванных печей. Использование муллитолитиевого кирпича позволяет эффективно снизить тепловые потери стекловаренных печей и повысить общий тепловой КПД.

Применение в керамической промышленности

Оборудование для обжига керамики — еще одна важная область применения муллитолитиевого легкого теплоизоляционного кирпича. В различных керамических печах, таких как колпаковые печи, роликовые печи и туннельные печи, муллитолитиевый легкий кирпич часто используется в качестве внутреннего теплоизоляционного материала для стенок и свода печи. Такое применение позволяет выдерживать высокие температуры, необходимые для обжига керамики, и значительно снизить тепловые потери стенок печи, тем самым повышая эффективность использования тепла. Муллитолитиевый кирпич также демонстрирует хорошие эксплуатационные характеристики в некоторых специальных местах, таких как дверцы печей и теплоизоляционная футеровка камеры сгорания.

Применение в других отраслях промышленности

Легкие теплоизоляционные кирпичи из муллита играют важную роль в цветной металлургии, энергетике и строительной индустрии. В цветной металлургии изделия часто используются в качестве футеровки алюминиевых электролизеров и различных теплоизоляционных печей, выдерживая рабочую температуру около 1000 ℃ и эффективно снижая потери тепла. В энергетике муллитовые кирпичи используются в качестве футеровки или теплоизоляционного материала стенок промышленных котлов, мусоросжигательных печей и других теплотехнических устройств для повышения тепловой эффективности оборудования. В цементной промышленности, в таких устройствах, как вращающиеся цементные печи и известковые печи, данный продукт широко используется в качестве теплоизоляционного слоя или футеровки печей, эффективно снижая температуру и тепловые напряжения корпуса печи.

Технические преимущества и характеристики

Превосходные теплоизоляционные свойства

Наиболее заметным техническим преимуществом легких муллитовых кирпичей является их превосходная теплоизоляция. Коэффициент теплопроводности изделия очень низкий, а пористость высокая, что значительно снижает потери тепла от теплопроводности стенок печи. Одновременно с этим, их теплоемкость мала, в условиях периодической работы они демонстрируют низкую тепловую инерцию, скорость нагрева и охлаждения высока, что способствует энергосбережению. Практическое применение показывает, что данный продукт эффективно концентрирует теплоизоляцию внутри печи, эффективно поддерживает температуру печи и значительно повышает общую тепловую эффективность.

Превосходные огнеупорные свойства при высоких температурах

Благодаря высокому содержанию Al₂O₃ (обычно 65-75%), огнеупорность легких муллитовых кирпичей достигает более 1790 ℃, они могут длительно использоваться в высокотемпературных зонах печи и сохранять стабильность структуры. Важным преимуществом изделия является возможность прямого контакта с пламенем и высокотемпературной средой без разрушения, что выгодно отличает его от некоторых теплоизоляционных материалов, таких как волокнистый хлопок, требующих изоляции от пламени. В высокотемпературной среде муллитовая фаза не плавится и не выделяет вредных примесей, химическая стабильность отличная, и даже в окислительной или восстановительной среде проявляется хорошая коррозионная стойкость.

Хорошая термостойкость

Кристаллическая структура муллита имеет относительно низкий коэффициент теплового расширения, а большое количество микропор внутри кирпича эффективно смягчает изменения температурного градиента, поэтому изделие обладает отличной термостойкостью. В высокотемпературных печах легкие муллитовые кирпичи выдерживают определенную степень резкого охлаждения и нагрева без растрескивания. По сравнению с традиционными плотными огнеупорными кирпичами, у легких кирпичей меньшие тепловые напряжения, они лучше подходят для условий работы с частыми колебаниями температуры печи или периодической работы.

Отличная химическая стабильность

Содержание примесей в легких муллитовых кирпичах очень низкое, общее содержание вредных примесей, таких как Fe₂O₃ и оксиды щелочных металлов, обычно не превышает 1%, поэтому они обладают высокой шлакостойкостью и химической коррозионной стойкостью. Изделие проявляет особенно высокую устойчивость к коррозии кислотными средами, в среде сильных кислот и щелочей или в шлаковой среде оно сохраняет целостность структуры и не вступает в бурную реакцию со средой. Эта превосходная химическая стабильность позволяет использовать его в качестве теплоизоляционной футеровки в сложных атмосферных условиях, таких как нефтехимические печи и мусоросжигательные печи, при длительной эксплуатации не наблюдается рассыпания или коррозии.

Преимущества в строительстве и проектировании

Объемная плотность муллитовых теплоизоляционных кирпичей составляет менее половины от обычных огнеупорных кирпичей, собственный вес небольшой, кладка на футеровке эффективно снижает нагрузку на корпус печи, уменьшает давление на стальную конструкцию и фундамент, что способствует облегчению конструкции крупных печей. Одновременно с этим, размеры изделия точные, его легко разрезать и обрабатывать в различные нестандартные размеры, кладка и стыковка очень удобны. При проектировании тонкостенных теплоизоляционных конструкций использование легких кирпичей позволяет уменьшить количество швов, повысить целостность и прочность кладки, эти особенности не только ускоряют ход строительных работ, но и эффективно продлевают срок службы футеровки.

Ограничения применения и технические ограничения

Ограничение механической прочности

Из-за высокой пористости и рыхлой структуры легких муллитовых кирпичей их прочность на сжатие и изгиб значительно ниже, чем у плотных огнеупорных кирпичей. Их твердость поверхности и износостойкость также относительно низкие, они не подходят для воздействия высокоскоростных потоков газа или многократного трения с твердыми деталями. Например, в таких местах, как футеровка печей с ленточным транспортером и вращающихся печей, где наблюдается сильный износ, легкие кирпичи не могут долго противостоять воздействию износа и ударов.

Ограничение шлакостойкости

Легкие муллитовые кирпичи относятся к силикатной системе материалов, их стойкость к основным шлакам и расплавленным металлам ниже, чем у специальных шлакостойких материалов. Кроме того, большое количество пор в изделии способствует проникновению шлака и солей в поры кирпича, что приводит к разрушению структуры. Поэтому в соответствующих технических стандартах четко указано, что теплоизоляционные кирпичи не следует использовать непосредственно в рабочих слоях, контактирующих со шлаком и жидким металлом. При использовании легких кирпичей в жестких условиях, таких как шлаковая линия сталеплавильной печи и ковш для стали, шлак быстро разрушает их пористую структуру и приводит к растрескиванию кирпича.

Ограничение несущей способности

Легкие теплоизоляционные кирпичи не подходят для использования в несущих конструкциях, их низкая механическая прочность обусловлена невозможностью выдерживать большие нагрузки. Также в местах с сильной вибрацией и ударами и в условиях воздействия высокоскоростных потоков газа, содержащих пыль, легкие кирпичи легко повреждаются. Поэтому этот материал обычно используется в сочетании с плотными огнеупорными кирпичами, плотный рабочий слой принимает на себя воздействие шлака и механические нагрузки, а легкие муллитовые кирпичи расположены сзади в качестве теплоизоляционного слоя, что является комбинированной конструкцией футеровки.

Факторы, влияющие на срок службы, и меры по его продлению

Контроль качества кладочных работ

Правильный способ кладки имеет решающее значение для срока службы легких теплоизоляционных кирпичей. В процессе строительства следует использовать подходящую огнеупорную глиняную суспензию, обеспечивая тонкие и равномерные швы, по возможности уменьшая прямой жесткий контакт между кирпичами. В соответствии с размерами футеровки необходимо предусмотреть необходимые компенсационные зазоры для предотвращения растрескивания кирпича из-за ограничений теплового расширения и сжатия. Такие важные технологические этапы, как выравнивание поверхности кирпича и смещение швов, также необходимо строго контролировать, чтобы предотвратить местный перегрев или концентрацию напряжений. Высококачественные кладочные работы обеспечивают общую стабильность конструкции футеровки и эффективно снижают сокращение срока службы из-за дефектов кладки во время эксплуатации печи.

Управление и контроль теплового удара

Хотя легковесный муллитовый кирпич обладает определенной термостойкостью, частые и значительные колебания температуры все же вызывают накопительные повреждения. Для увеличения срока службы продукта необходимо разумно контролировать кривую изменения температуры в процессах нагрева и охлаждения. При первой обжиге новой футеровки необходимо использовать медленный нагрев и поэтапную выдержку при постоянной температуре, чтобы обеспечить полное удаление остаточной влаги из кирпича и постепенное высвобождение тепловых напряжений. При ежедневных операциях запуска и остановки печи следует по возможности избегать резкого охлаждения и нагрева; в случае необходимости экстренной остановки печи следует использовать метод изоляционного охлаждения или поддержания малого пламени, чтобы предотвратить растрескивание и отслаивание кирпича из-за резких изменений температуры. Разработка регламентированных правил нагрева и охлаждения способствует уменьшению термоударов и увеличению срока службы футеровки в целом.

Ежедневное техническое обслуживание и мониторинг

В процессе эксплуатации футеровки регулярные проверки и техническое обслуживание позволяют своевременно выявлять проблемы и предотвращать их распространение. Необходимо проводить периодические осмотры остановленной печи для проверки состояния легковесной кирпичной кладки, особое внимание следует уделять таким уязвимым местам, как свод печи, углы и зоны прямого воздействия пламени. При обнаружении таких явлений, как износ и истончение поверхности кирпичной кладки, распространение трещин, сколы или эрозия, необходимо своевременно производить ремонт или замену поврежденных кирпичей. В зонах с мелкими трещинами можно заполнить зазоры огнеупорным войлоком или заливочной массой во время планового ремонта, чтобы предотвратить дальнейшее распространение трещин. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы футеровка оставалась сухой, и предотвращать попадание влаги из окружающей среды в поры кирпича после охлаждения печи, чтобы избежать взрыва при повторном нагреве.

Стратегия применения композитных конструкций

Легковесный муллитовый теплоизоляционный кирпич часто используется в качестве теплоизоляционного подкладочного слоя, и его срок службы тесно связан с общей конструкцией футеровки. Для того чтобы в полной мере использовать преимущества различных материалов и продлить срок службы футеровки, рекомендуется использовать конструкцию комбинированной футеровки. Во внутреннем слое топки используются высокопрочные износостойкие плотные огнеупорные кирпичи или заливочная масса в качестве рабочего слоя, который принимает на себя прямое воздействие пламени, высоких температур и износа. Снаружи рабочего слоя плотно укладывается легковесный муллитовый кирпич в качестве теплоизоляционного слоя, что эффективно уменьшает потери тепла с тыльной стороны. Снаружи можно добавить огнеупорный войлок или плиты из силиката кальция для дополнительной теплоизоляции и компенсации расширения. В такой многослойной футеровке легковесный муллитовый кирпич находится в промежуточном слое, он удален от эрозии шлака и не подвергается воздействию больших нагрузок, условия напряжений значительно смягчаются, поэтому срок службы значительно увеличивается.

Тенденции развития отраслевых технологий

Компания Hubei Zhongnai New Material Technology Co., Ltd. как профессиональный производитель огнеупорных теплоизоляционных материалов накопила богатый опыт в области разработки и промышленного применения легковесных муллитовых теплоизоляционных кирпичей. С ростом требований современной промышленности к энергосбережению и охране окружающей среды спрос на легковесные муллитовые теплоизоляционные кирпичи неуклонно растет.

Основные направления развития технологий включают дальнейшую оптимизацию конструкции пор в продуктах, одновременное сохранение превосходных теплоизоляционных свойств и повышение механической прочности. За счет совершенствования технологических процессов и рецептур разработка продуктовых серий более высокого класса для удовлетворения более жестких требований промышленных применений. Одновременно с этим необходимо усилить стандартизацию и сериализацию продукции, чтобы предоставлять клиентам более совершенные технические решения и профессиональную поддержку.

В области системы обеспечения качества компания строго следует международным стандартам в производстве, создана совершенная система контроля качества и технологический процесс. Благодаря постоянным технологическим инновациям и усовершенствованию технологических процессов обеспечивается превосходная производительность и долговременная стабильность продукции серии муллит в высокотемпературных промышленных применениях, что создает большую экономическую ценность и энергосберегающий эффект для клиентов.

Выводы и основные моменты

Обзор продукта ：Легковесный муллитовый теплоизоляционный кирпич — это современный теплоизоляционный материал с очень низким коэффициентом теплопроводности (0,2-0,4 Вт/(м·К)), высокой огнеупорностью (≥1790℃) и превосходной химической стойкостью.

Область применения ：Широко используется в качестве теплоизоляционного и подкладочного материала в футеровках в высокотемпературных промышленных отраслях, таких как черная и цветная металлургия, нефтехимия, производство стекла и керамическая промышленность.

Технические преимущества ：Превосходные теплоизоляционные свойства, отличная высокотемпературная стабильность, хорошая термостойкость, высокая химическая стойкость и удобство в монтаже.

Стратегия применения ：Рекомендуется использовать в качестве теплоизоляционного слоя в композитных футеровочных конструкциях, избегая прямого контакта с расплавленным шлаком и высокими механическими нагрузками.

Гарантия качества ：Компания Hubei Zhongnai New Material Technology Co., Ltd. предоставляет профессиональную техническую поддержку и всестороннее гарантийное обслуживание качества, обеспечивая оптимальную производительность продукции в различных промышленных применениях.