Lengvos ugniai atsparios plytos reiškia ugniai atsparias plytas, turinčias mažą šilumos laidumą ir mažą šiluminę talpą, taip pat žinomas kaip terminis.izoliacinės ugniai atsparios plytos. Lengvos ugniai atsparios plytos paprastai turi didelį poringumą ir mažą tūrinį tankį, taip pat dažnai vadinamos šilumą izoliuojančiomis ugniai atspariomis plytomis. Tradicinės lengvos ugniai atsparios plytos turi prastą atsparumą erozijai, stiprumą ir atsparumą dilimui. Paprastai jie nenaudojami tiesiogiai kaip darbinio paviršiaus medžiagos, o dedami už darbinio paviršiaus kaip izoliaciniai sluoksniai. Tačiau kuo lengvos izoliacinės ugniai atsparios plytos yra arčiau darbinio paviršiaus, tuo geresnis jų šilumos izoliacijos efektas. Didėjant energijos taupymo ir emisijų mažinimo reikalavimams, didelio stiprumo, aukštai temperatūrai ir erozijai atsparių lengvų ugniai atsparių plytų, kurios gali būti naudojamos tiesiai ant darbinio paviršiaus, kūrimas ir tyrimai sulaukė didelio dėmesio.
1. Lengvųjų ugniai atsparių plytų klasifikacija
Lengvosios plytos, pagrindinė pramoninių krosnių termoizoliacinė medžiaga, klasifikuojamos įvairiais būdais, atsižvelgiant į cheminės mineralinės sudėties skirtumus, taip pat skirtingas naudojimo temperatūros, egzistavimo formos ir mikrostruktūros charakteristikas.
Žvelgiant iš cheminės mineralinės sudėties, izoliacinių ugniai atsparių plytų šeimai priklauso aliuminio oksido izoliacinės plytos, didelio aliuminio oksido lengvosios plytos, lengvosios mulitinės izoliacinės plytos, silicio lengvosios plytos, molio izoliacinės ugniai atsparios plytos, lengvosios vermikulitinės plytos ir diatomitinės lengvosios plytos. Kiekviena medžiaga turi skirtingas ugniai atsparias savybes ir taikomus scenarijus dėl savo unikalios cheminės sudėties ir mineralinės sudėties.
Atsižvelgiant į naudojimo temperatūrą, lengvų ugniai atsparių plytų klasifikacija yra tobulesnė. Pagal temperatūros standartą, kai susitraukimo greitis yra ne didesnis kaip 1% ~ 2%, galime jį suskirstyti į žemos temperatūros lengvas ugniai atsparias plytas (naudojimo temperatūra žemesnė nei 600 laipsnių), vidutinės temperatūros lengvas ugniai atsparias plytas (naudojimo temperatūra nuo 600 iki 1200 laipsnių). laipsnis ) ir aukštos temperatūros lengvos ugniai atsparios plytos (naudojimo temperatūra viršija 1200 laipsnių). Tarp jų aukštos temperatūros lengvos ugniai atsparios plytos dėl puikių termoizoliacinių savybių tapo nepakeičiama izoliacine medžiaga pramoninėse krosnyse.
Be to, lengvų ugniai atsparių plytų egzistavimo forma suteikia dar vieną jų klasifikavimo aspektą. Miltelinės, forminės, pluoštinės ir kompozitinės lengvos ugniai atsparios plytos, šios lengvos įvairių formų ugniai atsparios plytos ne tik atitinka skirtingų pritaikymo scenarijų poreikius, bet ir parodo ugniai atsparių medžiagų technologijų įvairovę ir naujoves.
Galiausiai, mikrostruktūros požiūriu, lengvas ugniai atsparias plytas taip pat galima suskirstyti į dujinės fazės ištisinės struktūros tipą, kietosios fazės ištisinės struktūros tipą ir kietosios fazės bei dujų fazės nepertraukiamos struktūros tipą. Šis klasifikavimo metodas ne tik atskleidžia lengvų izoliacinių ugniai atsparių plytų mikrostruktūrines savybes, bet ir suteikia mokslinį pagrindą mūsų nuodugniam jų veikimo supratimui ir optimizavimui.
2. Lengvų ugniai atsparių plytų šilumos izoliacijos principas
Pagrindinis principas, kurio laikomasi ruošiant lengvas ugniai atsparias plytas, yra sumažinti medžiagos šilumos laidumą. Kadangi lengvose ugniai atspariose plytose yra daug tuštumų, šilumos perdavimo forma per lengvas ugniai atsparias plytas yra šilumos perdavimas tarp kietosios fazės ir dujinės fazės. Kietosios fazės šilumos perdavimo forma daugiausia yra laidumo, o dujinės fazės šilumos perdavimo forma yra sudėtingesnė: šilumos perdavimo procese iš aukštos temperatūros zonos į izoliacinės medžiagos vidų, prieš patenkant į poras, šilumos laidumo efektas pasireiškia kietoje fazėje. Susidūrę su poromis, šilumos perdavimo keliai tampa du: tęsiasi per kietąją fazę ir perduodami per poras. Daliai, kuri toliau pereina per kietąją fazę, dėl laidumo krypties pasikeitimo labai padidėja šilumos laidumo maršruto atstumas, tai yra, padidėja šiluminė varža; per poras perduodama šiluma apima laidumą, konvekciją ir spinduliuotės šilumos perdavimą per dujas. Konkrečios įvairių šilumos perdavimo režimų sąlygos yra šios:
(1) Šilumos laidumas: įprastomis aplinkybėmis dujų šilumos laidumas yra labai mažas. Daugumos lengvų ugniai atsparių plytų porose esančios dujos yra oras. 9 lentelėje parodytas oro šilumos laidumas esant skirtingoms temperatūroms. Oro šilumos laidumas yra daug mažesnis nei kietų medžiagų. Todėl per poras perduodama šiluma yra labai maža.
(2) Konvekcinis šilumos perdavimas: Konvekcinis šilumos perdavimas daugiausia vyksta per dujų srautą. Kadangi daugumos lengvų izoliacinių ugniai atsparių plytų poros yra labai mažos, oro srautas porose bus labai apribotas, dujų srauto greitis yra labai mažas, o perduodama šiluma taip pat labai maža. Kuo mažesnis porų dydis, tuo prastesnis oro sklandumas porose ir mažesnis per konvekciją perduodamo skysčio kiekis. Kai porų skersmuo yra mažesnis už laisvą dujų molekulių kelią poroje, dujų molekulės nustoja judėti ir per dujų konvekciją šiluma neperduodama.
(3) Spindulinis šilumos perdavimas: kadangi daugumos lengvų ugniai atsparių plytų porose esančios dujos yra oras, o dujų molekulės daugiausia yra N2 ir O2, jos visos yra simetriškos dviatominės molekulinės struktūros. Šių dujų molekulių gebėjimas sugerti ir skleisti spinduliuotę yra gana menkas. Todėl spinduliuotės šilumos perdavimas per poras daugiausia vyksta per aukštos temperatūros porų sienelę į žemos temperatūros sienelę. Tačiau apskritai spinduliuotės šilumos perdavimas per poras nėra labai didelis. Matyti, kad porų buvimas labai prisideda prie lengvų ugniai atsparių plytų šilumos izoliacijos savybių. Daugeliu atvejų termoizoliacinės medžiagos projektuojamos aplink porų įvedimą.
