Теплоизоляционные материалы для термических печей


Теплоизоляция промышленных металлической печей -Статьи

Те, кто хоть раз был на заводах, где используются печи, в особенности на металлургических предприятиях, знает, как жарко бывает в цехах и до какой высокой температуры может нагреваться оборудование. Неподготовленному человеку даже тяжело находиться в таком помещении. Для того, чтобы обезопасить рабочих, снизить температуру воздуха вокруг печи, но в то же время не допустить потерь в ее функциональности и эффективности, используются специальные огнестойкие и теплоизоляционные материалы.

Материалы для обработки

По сути теплоизоляция промышленных печей представляет собой закладывание между стенками устройства и окружающим пространством специальных материалов, способных удержать распространение тепловой энергии. Для этих целей могут использоваться:

Экологическая безопасность

Для решения обозначенной задачи подходят любые огнестойкие и теплоизоляционные материалы, но при одном условии: они должны быть полностью безопасны с экологической точки зрения. Дело в том, что на заводах с одной стороны постоянно находится большое число людей, а предприятия должны заботиться о здоровье своих сотрудников. С другой стороны — крупные промышленники несут ответственность и перед окружающей средой.

Заводы и так выбрасывают в воздух и воду достаточно вредных веществ, поэтому теплоизоляция металлической печи в цеху должна проводиться только теми средствами, которые не несут опасности для природы.

06.07.2017

rusradius.ru

2.9. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы

Огнеупорными материалами называют строительные материалы, которые обладают стойкостью при высоких температурах и не разрушаются от воздей­ствия физических и физико-химических процессов, происходящих в печи.

Огнеупорные материалы обладают следующими свойствами: высокой механической прочностью при больших давлениях и высоких температурах, термической стойкостью - способностью выдерживать резкие колебания темпе­ратуры, не растрескиваясь и не разрушаясь; огнеупорностью - способностью выдерживать длительное воздействие высоких температур, малой пористостью, низкой теплопроводностью и т. д.

Огнеупорные материалы делятся на кислые (динас), основные (доломит, магнезит) и нейтральные (шамот).

Огнеупорный материл, полученный обжигом из размолотых кварцитов, песчаников и других кварцевых пород называется динасом. Динас содержит около 94…95 % Si02, в качестве связки используется известь. Огнеупорность динаса 1690…1710 °С. Динасовые кирпичи используют для кладки высокотем­пературных соляных ванн; кладки термических печей их не применяют.

Наиболее распространенными материалами, применяемыми для кладки термических печей, являются шамотные огнеупорные материалы, содер­жащие окись алюминия и кремнезем. Их получают из шамота и огнеупорной глины. Огнеупорность шамота 1580…1730 °С.

Магнезитовые огнеупоры изготовляют из обожженного и измель­ченного магнезита. Они содержат 85 % окиси магния, остальное примеси. Огнеупорность магнезита 2200…2400 °С. Основным недостатком огнеупоров является низкая термостойкость. Магнезитовые огнеупоры используют для фу­теровки высокотемпературных печей.

Доломитовые огнеупоры содержат 52…58 % окиси кальция, 35…38 % окиси магния, остальное примеси. Огнеупорность доломита 1800…1950 °С. Доломи­товые огнеупоры для кладки термических печей почти не применяют.

Талько-магнезитовые огнеупорные материалы получают распи­ливанием природного материала с последующим обжигом. Огнеупорность талько-магнезитовых материалов 1540…1560 °С. Эти огнеупоры иногда приме­няют для кладки термических печей.

Кроме огнеупорных материалов при кладке печей применяют тепло­изоляционные материалы. Теплоизоляционные материалы обладают высокой пористостью, а, следовательно, низкой теплопроводимостыо. В каче­стве теплоизоляционных материалов применяют асбест, легковесные огнеупо­ры (пеношамот), теплоизоляционный кирпич, шлаковую вату, засыпку и т. д.

Асбест - огнестойкий материал, имеющий низкую теплопроводность. Асбестовые материалы выдерживают температуры до 500 °С, при более высо­ких температурах они начинают обугливаться. Асбест применяют в термиче­ских цехах для различных целей, например, изолируют отверстия и тонкие сечения при закалке изделий во избежание образования закалочных трещин, для низкотемпературной теплоизоляции.

Пеношамот – легковесный огнеупор, но с более низкой прочностью и низкой теплопроводностью, чем обычный шамот. Теплопроводность пено-шамота в 4 раза меньше теплопроводности шамота, а огнеупорность одинакова. Пеношамот применяют для средне - и высокотемпературной изоляции печей.

Шлаковую вату изготовляют из шлаков доменных печей, рабо­тающих на древесном угле, в виде волокон, листов, плит и применяют для теп­лоизоляции нагревательных печей. Максимальная рабочая температура до 700 °С.

Диатомитовые порошки являются хорошим теплоизоляцион­ным материалом, их используют для засыпки соответствующих полостей печи. Максимальная рабочая температура диатомитовых порошков 900 °С.

В качестве огнеупорных и теплоизоляционных материалов также приме­няют огнеупорные обмазки, огнеупорные бетоны и др.

studfiles.net

Теплоизоляционные материалы (теплоизоляционные плиты, одеяла, маты)

Компания «Керамомикс» поставляет теплоизоляционные материалы для изготовления новых и ремонта старых электрических печей.

Для того, чтобы заказать теплоизоляционные материалы для изготовления новых и ремонта старых электрических печей и уточнить цены, свяжитесь с нашими менеджерами. Их телефоны Вы найдете в разделе Контакты.

Теплоизоляционные плиты

Теплоизоляционные огнеупорные плиты - прочный и технологичный изоляционный материал. Плиты режут ножовкой, легко кроят, вырезают необходимые формы, приклеивают неорганическим клеем или закрепляют металлическим креплением.

Огнеупорные теплоизоляционные плиты химически стойки к воздействию щелочей и кислот, кроме сильных щелочей, фосфорной и плавиковых кислот, устойчивы к воздействию температуры в окислительной и нейтральной атмосфере. В восстановительной среде теплоизоляционные свойства плит снижаются.

Наша компания оказывает услугу по подбору теплоизоляционных материалов по индивидуальным требованиям. Мы делаем тепловые расчеты и выдаем рекомендации по применению того или иного материала. По креплению теплоизоляционных плит наша компания готова порекомендовать различные варианты крепежа и клея.

Теплоизоляционные одеяла и маты

Исключительные теплотехнические характеристики в сочетании с высокой механической прочностью, гибкостью, упругостью делают теплоизоляционные одеяла незаменимым материалом в отраслях промышленности, связанных с высокими температурами, термообработкой, теплоизоляцией, а также в производстве печей и котлов различных типов. Теплоизоляционные одеяла представляют собой готовый к применению высокотехнологичный продукт.

Дополнительными характеристиками являются:

Керамические одеяла поставляются в рулонах толщиной от 10 до 50 мм. Ширина и длина рулонов может быть разной. По требованиям Заказчика подбирается оптимальный вариант по размерам и температуре применения. Для крепления данных материалов в печах и других объектах наша компания готова порекомендовать различные крепежные элементы.

На основе одеял из керамического волокна изготавливаются модульные блоки. Наша компания поставляет данные блоки на все вышеуказанные температуры. Модульные блоки поставляются с крепежом для монтажа блоков на поверхности термических агрегатов.

Для того, чтобы уточнить цены и сделать заказ, необходимо связаться с нашими менеджерами. Их телефоны Вы найдете в разделе Контакты.

В таблице приведены краткие характеристики одеял из керамического волокна:

Технические характеристики Керамическое одеяло 1150 Керамическое одеяло 1350
Температура применения,°С 1150 1350
Плотность, кг/м3 128 128
Коэффициент теплопроводности при температурах, Вт/м*К:
600°С 0,12 0,13
800°С 0,14 0,16
1000°С 0,27 0,28
Линейная усадка после 24 часов нагрева при температурах:
950°С 1,4% -
1100°С 1,9% 2%
1350°С - 2,5%
Предел прочности на разрыв, кПа больше или меньше 50 больше или меньше 50
Химический состав, %:
Al2O3 47±2 39±1
SiO2 53±2 45±2
ZrO2 - 16±1

keramomix.net

Теплоизоляция печей

Теплоизоляция образует наружные слои тепловом ограждении печей. Обычно огнеупорность (или температура плавления) теплоизоляционных материалов ниже 1580 Со, но при этом они имеют малую теплопроводность, высокую пористость, механическую химическую стойкость. По ГОСТ 16381-77-1992 теплоизоляционные материалы классифицируют по следующим основным признакам: по форме внешнему виду выделяют изделия штучные (плиты, кирпичи, полуцилиндры блоки), рулонные, рыхлые сыпучие материалы. По плотности теплоизоляционные материалы делятся на: особо низкой плотности ~o 75 кг/м3), низкой плотности (до 175 кг/м3), средней плотности (до 350 кг/м3) плотные. По структуре различают волокнистые, ячеистые зернистые материалы. По жесткости материалы делят на: мягкие (относительная деформация более 30 % при нагрузке 2 кПа), полужесткие (от 6 до 30 %), жесткие (до 6 %), повышенной жесткости (не более 10 % при нагрузке 40 кПа) твердые (не более 10 % при нагрузке 100 кПа). По теплопроводности различают три класса материалов: низкая теплопроводность (до 0,06 Вт/мК), средняя теплопроводность (до 0,115 Вт/мК), повышенная теплопроводность (до 0,175 Вт/мК). В качестве теплоизоляции нагревательных термических печах применяют легковесные огнеупорные изделия, волокнистые теплоизоляционные материалы, зернистые засыпки. Легковесные огнеупорные изделия применяются ограждениях только тех местах, где они не подвергаются механическим воздействиям (удару, истиранию), также не соприкасаются жидкими шлаками. В большинстве случаев они используются качестве высокотемпературной изоляции. Легковесные огнеупорные изделия массой менее 1 г/см относятся к группе ультралегковесных. Ультралегковесные материалы применяются при температурах не более 1250 Со, при объемной массе примерно 0,4 г/см3 не более 1150 Со. Легковесные огнеупоры изготавливаются из шамотных каолиновых порошков, которые смешиваются выгорающими добавками или пенообразующими веществами. При изготовлении обычные легковесные огнеупорные изделия перед обжигом формуются заготовки, после обжига из них выпиливаются шлифуются для получения необходимых размеров изделия. Волокнистые теплоизоляционные материалы обладают малой теплопроводностью вследствие их высокой пористости. Они должны обладать стабильными условиях эксплуатации физика-механическими теплотехническими свойствами, не выделять пыли токсичных веществ количествах, превышающих предел допустимой концентрации; иметь кажущуюся плотность не более 600 кг/м3. 

www.promceramics.ru

14. Теплоизоляционные материалы

Теплота, выделяющаяся при сгорании топлива, расходуется на нагрев и плавление материалов, разложение известняка, потери теплопроводностью через стенки шахты, с отходящими газами и на нагрев воды, охлаждающей отдельные элементы вагранки. Вагранка является печью непрерывного действия.

Плавильные печи. К ним относятся дуговые электрические, индукционные электрические, топливные, мартеновские и другие печи и малые бессемеровские конвертеры. В этих печах переплавляют твердую металлическую шихту и получают из исходного жидкого чугуна сталь или чугун с другими свойствами. Плавильные печи работают периодически. Работа таких печей состоит в основном из следующих периодов: загрузки, прогрева, плавления, доводки по химическому составу, выпуску металла. В период загрузки печь работает на холостом ходу; в период прогрева и плавления шихты − на максимальном тепловом режиме. В период доводки тепловая нагрузка, как правило, уменьшается.

Вплавильных печах теплота в зависимости от конструкции на нагрев печи, прогрев и расплавление металла, потери через кладку, с отходящими газами, излучение через окна, с водой, охлаждающей элементы печи, и т.д.

Нагревательные печи. В литейном производстве применяют электрические и топливные печи для проведения термообработки: отжига, нормализации, отпуска и т.д. и для других процессов − прокалки, нагрева под заварку и т.д. Нагревательные печи могут быть периодического или непрерывного действия.

Металл нагревается до температуры свыше 700°С преимущественно излучением раскаленной кладки печи и газов, заполняющих рабочее пространство. В печах с более низкой рабочей температурой металл нагревается в основном за счет конвекции.

Внагревательных печах теплота расходуется на нагрев металла, тары, аккумуляцию теплоты кладкой (печи периодического действия), потери через кладку, с отходящими газами (топливные печи) и т.д.

studfiles.net

Материалы для футеровки печей

Информация

Поскольку огнеупорные материалы, в которых сочетаются все требуемые для защиты промышленных печей свойства, на данный момент не разработаны, то футеровку установок разных типов проводят наиболее подходящими для этих целей изделиями. Ещё один способ обеспечить требуемую защиту — изготовить футеровку из нескольких слоев, каждый из которых выполняет те или иные функции. Всё это привело к тому, что в качестве огнеупорных материалов для футеровки печей используются различные огнестойкие изделия, обладающие разными свойствами и характеристиками.

Всю продукцию, используемую для футеровки, можно разделить на три категории — высокотемпературные теплоизоляционные плиты, маты, модули и волокно. Второй тип огнеупорных и теплоизоляционных материалов включает легковесный огнеупорный кирпич. Наиболее популярными, хотя и несколько устаревшими теплостойкими материалами для футеровки являются огнеупорный бетон, кирпич, мертель и монолитные изделия из них, а также всевозможные вспомогательные материалы, применяемые вместе с ними, – мастики, клеи и т. д.

Среди наиболее эффективных огнеупорных материалов для печей можно выделить керамическое волокно. Данный тип теплоизоляционных изделий может выпускаться с разными химическими составами, длиной волокон, содержанием Al2O3 и диаметром волокон. Максимально протестированный диапазон рабочих температур находится в пределах 1270°С-1652°C. Довольно часто, для облегчения монтажных работ, керамическое волокно помещают в модульные системы.

Рулонные огнеупорные материалы для футеровки представляют собой наиболее универсальную продукцию. Эти изготовленные на основе керамического волокна материалы отличаются небольшим весом, крайне малой теплопроводностью, отличной термостойкостью. Разные типы изделий имеют различные показатели плотности и толщины, что обуславливает температурные показатели – для рулонных изделий предел рабочих температур составляет 1110°C-1350°C. Любой огнеупорный материал необходимо проверять на соответствие температурным режимам.

Огнеупорная футеровка и теплоизоляционные материалы

Тонколистовые изделия, несмотря на кажущуюся непригодность, также могут использоваться в качестве огнеупорных и теплоизоляционных материалов. В эту категорию входят бумага, толстый картон и войлок. Все они могут использоваться не только для изоляции, но и для фильтрации горячих газов. Многие специально разработанные тонколистовые изделия отличаются низким содержанием вредных примесей и чрезвычайно высокой прочностью. Все огнеупорные материалы из этой группы пригодны для применения при температурах 815-1645°C.

Наиболее эффективными и широко распространёнными огнестойкими материалами для печей являются кирпич и специализированные бетоны. Как всю футеровку, так и отдельные слои довольно часто выполняют при помощи одного кирпича или бетона. Хотя, как правило, они служат лишь наружным и внутренним слоем, тогда как основная теплоизоляционная нагрузка ложится на более современные материалы. Дело в том, что огнеупорные и теплоизоляционные материалы этого типа обладают достаточно высокой теплопроводностью, что и вызывает необходимость прибегать к более высокотехнологичным изделиям. Зато бетон и кирпич способны выдерживать химическое, механическое и другое воздействие в условиях высоких температур. Разработано несколько разновидностей огнеупорных бетонов способных выдерживать температуры до 1790°C. Эти огнеупорные материалы для печи представлены на рынке в виде пластичных или сухих растворов. В том числе разработаны бетоны пригодные для использования с огнеупорным кирпичом.

Как видно из этого перечня материалы для огнеупорной футеровки печей весьма многообразны, как по составу, так и по характеристикам. Выбор конкретного изделия зависят от типа печи и требуемого уровня защиты. Наше предприятие предлагает все необходимые изделия для футеровки любых типов промышленных печей.

www.teplopromproekt.ru

Тепловое ограждение нагревательных и термических печей

Теплоизоляция рабочей камеры печи

Теплоизоляция образует наружные слои в тепловом ограждении печей. Обычно огнеупорность (или температура плавления) теплоизоляционных материалов ниже 1580 °С, но при этом они имеют малую теплопроводность, высокую пористость, механическую и химическую стойкость.

По ГОСТ 16381-77 теплоизоляционные материалы классифицируют по следующим основным признакам:

По форме и внешнему виду выделяют изделия штучные (плиты, кирпичи, полуцилиндры и блоки), рулонные, рыхлые и сыпучие материалы.

По плотности теплоизоляционные материалы делятся на: особо низкой плотности (до 75 кг/м3), низкой плотности (до 175 кг/м3), средней плотности (до 350 кг/м ) и плотные.

По структуре различают волокнистые, ячеистые и зернистые материалы.

По жесткости материалы делят на: мягкие (относительная деформация более 30 % при нагрузке 2 кПа), полужесткие (от 6 до 30 %), жесткие (до 6 %), повышенной жесткости (не более 10 % при нагрузке 40 кПа) и твердые (не более 10 % при нагрузке 100 кПа).

По теплопроводности при 25 °С различают три класса материалов: низкая теплопроводность (до 0,06 Вт/мК), средняя теплопроводность (до 0,115 Вт/мК) и повышенная теплопроводность (до 0,175 Вт/мК).

В качестве теплоизоляции в нагревательных и термических печах применяют легковесные огнеупорные изделия, волокнистые теплоизоляционные материалы и зернистые засыпки.

Легковесные огнеупорные изделия применяются в ограждениях только в тех местах, где они не подвергаются механическим воздействиям (удару, истиранию), а также не соприкасаются с жидкими шлаками. В большинстве случаев они используются в качестве высокотемпературной изоляции.

Легковесные огнеупорные изделия с массой менее 1 г/см3 относятся к группе ультралегковесных. Ультралегковесные материалы применяются при температурах не более 1250 °С, а при объемной массе примерно 0,4 г/см3 не более 1150 °С. Легковесные огнеупоры изготавливаются из шамотных и каолиновых порошков, которые смешиваются с выгорающими добавками или пенообразующими веществами. При изготовлении обычные легковесные огнеупорные изделия перед обжигом формуются в заготовки, а после обжига из них выпиливаются и шлифуются для получения необходимых размеров изделия.

Теплофизические свойства легковесных огнеупорных материалов и изделий приведены в таблице прил. 2.

Волокнистые теплоизоляционные материалы обладают малой теплопроводностью вследствие их высокой пористости. Они должны обладать стабильными в условиях эксплуатации физико-механическими и теплотехническими свойствами, не выделять пыли и токсичных веществ в количествах, превышающих предел допустимой концентрации; иметь кажущуюся плотность не более 600 кг/м3.

Примером нового футеровочного и теплозащитного материала является высокоглиноземистый алюмосиликатный (муллитокремнеземистый) легковесный волокнистый материал нового поколения «ТИЗОЛИТ». Этот материал обладает высокими огнеупорными и теплоизоляционными характеристиками, выдерживает термические воздействия до 1450 °С без разрушений, имеет теплопроводность от 0,22 до 0,18 Вт/м К (при средней температуре образца 1000 ° С), плотность от 250 до 380 кг/м3 (в зависимости от технологии изготовления и назначения готовых изделий), достаточно высокую механическую прочность и звукопоглощающую способность. «ТИЗОЛИТ» стоек к «тепловому удару», воздействию кислот (за исключением плавиковой и горячей фосфорной) и слабых щелочей. При нагревании не выделяет вредных для здоровья веществ, материал является диэлектриком. По своим тешюфизическим свойствам «ТИЗОЛИТ» значительно превосходит традиционные огнеупорные и теплоизоляционные материалы (шамотные, динасовые, асбестосодержащие и др.). Материал «ТИЗОЛИТ» может выпускаться в виде футеровочных кирпичей размером 230x115x65; плит -размером 400x400x45, 460x460x45, 460x460x65, 400x450x65, 400x450x40; картона - размером 400x400, 480x480, толщиной от 4 до 10 мм; изделий сложной геометрической формы, бумаги. Материал хорошо формуется и обрабатывается. Применение «ТИЗОЛИТа» обеспечивает существенную экономию энергоресурсов, высокий уровень пожарозащиты, тепло-, звуко и электроизоляции. К наиболее перспективным областям применения «ТИЗОЛИТа» относятся: высокоэкономичные, высокотемпературные электрические и газовые пламенные печи кузнечного производства.

Теплофизические свойства волокнистых и зернистых теплоизоляционных материалов приведены в таблице прил. 3.

Теплозащита загрузочных окон и устройства подвод энергии

Загрузочные окна, через которые происходит размещение садки в рабочую камеру печи и выгрузка нагретых изделий (см. рис. 1), снабжают заслонками с защитной рамой из стали или литого чугуна, огнеупорной футеровкой, теплоизоляционным слоем, а также средствами герметизации и механизированного перемещения.

Материалы огнеупорной футеровки и теплоизоляции в заслонках загрузочных окон используют такие же, как и для рабочей камеры печи (см. разд. 1.2 и 13). Из-за частых открываний и ударов в нагревательных печах футеровка заслонок загрузочных окон разрушается через 20-30 дней. Для повышения срока работы используют сварные стальные водоохлаждаемые заслонки, футерованные огнеупорным слоем и теплоизоляцией, но при этом потери теплоты через загрузочные окна увеличиваются в несколько раз.

Устройства для подвода энергии в виде газовых горелок для пламенных печей или электрических вводов для электропечей не только отделяют от рабочей камеры теплоизоляцией, но и охлаждают потоком воздуха, поступающим в газовые горелки, или от механической вентиляции.

Загрузочные окна и устройства для подвода энергии являются существенными источниками потерь теплоты в печи и их рекомендуют оценивать, увеличивая общие потери теплоты через тепловое ограждение на 10% [4].

markmet.ru


Смотрите также

Сайт о Бане - проект, посвященный строительству, эксплуатации и уходу за русской баней. Большой сборник статей, который может быть полезен любому любителю бани

Содержание, карта сайта.