氧化鋁空心球制品和ZrO2空心球制品具有良好的耐火性能和較高的強度及隔熱性能，可用作高溫或超高溫人工設(shè)備的工作襯，也可用作保溫材料，用于高溫窯襯，可節(jié)能30%左右。這些空心磚可以用來生產(chǎn)定型產(chǎn)品，也可用作澆注料。氧化鋁空心球磚長期使用溫度在1650~1800℃，ZrO2空心球磚長期使用溫度2000~2300℃，常用于石化工業(yè)的汽化爐、造氣爐、炭黑反應爐、冶金工業(yè)的加熱爐、耐火材料和陶瓷工業(yè)的燒結(jié)爐以及高溫硬質(zhì)合金的中頻感應爐、石英玻璃熔融爐等。
氧化鋁空心球是具有耐高溫、強度高和氣孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的新型隔熱材料。作為節(jié)能用高溫隔熱材料，氧化物空心磚可以直接作為高溫窯爐的絕熱填充料，也可以進一步加工制成氧化物空心球制品，或配制輕質(zhì)澆注料。在制造氧化物空心球制品時，先將直徑不同的空心球按一定比例配合，加入適量的結(jié)合劑，如磷酸或硫酸鋁，混勻后再加入經(jīng)預燒的細粉充分混勻，使結(jié)合劑和細粉均勻分布在球粒表面上，經(jīng)振動成型和干燥后，約于1500℃燒成。由于直徑大的球的強度較低，成型時極易壓碎，最大球徑一般小于5mm為宜。但直徑小的空心球和細粉的比例也不宜過多，因為他們會使制品的體積密度和熱導率明顯增大。燒成溫度對制品的隔熱性能也有很大的影響，隨著燒成溫度的提高，由于燒結(jié)程度改善，導致熱導率增大。
氧化鋁空心球制品，從組成和結(jié)構(gòu)上看，有純氧化鋁空心球制品，莫來石結(jié)合制品和塞隆結(jié)合制品等不同品種。莫來石結(jié)合的制品，是在派力奧的細分不分加入適量的SiO2成分，在燒結(jié)過程中，基質(zhì)中形成一定數(shù)量的莫來石替代剛玉相，從而提高制品的熱穩(wěn)定性。塞隆結(jié)合氧化鋁空心球制品，是在高溫氮化燒結(jié)過程中，基質(zhì)中發(fā)生氮化反應，形成硅鋁氧氮化物結(jié)合基質(zhì)相。塞隆結(jié)合的氧化鋁空心球制品具有機械強度高、熱穩(wěn)定性高、耐侵蝕性強等特點。下表列出了洛陽耐火材料研究院生產(chǎn)的氧化鋁空心球制品和氧化鋯氧化鋯空心球制品的性能。
氧化鋁隔熱磚是采用泡沫法，經(jīng)澆注成型，高溫燒成。氧化鋁空心球隔熱磚是由熔融噴吹的氧化鋁空心球加復合結(jié)合劑，經(jīng)振動成型，高溫燒成。二者具有導熱系數(shù)小，荷重軟化溫度高，重燒線變化小等特點，廣泛用于高溫熱工設(shè)備的隔熱層或火焰直接作用的爐窯及精密熱工設(shè)備的工作內(nèi)襯。
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制品名稱 |
氧化鋁空心球磚 |
結(jié)合氧化鋁
空心球磚 |
氧化鋯
空心磚 |
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L-88 |
L-99 |
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化學成分/%
Al2O3
ZrO2
SiO2
Fe2O3
體積密度/( g/cm3)
耐壓強度/ Mpa
何種軟化溫度/℃
最高使用溫度/℃
熱導率/[W/(m·K)] |
≥88
-
-
≤0.3
1.30~0.45
10
1650
1650
<0.9 |
≥99
-
≤0.2
≤0.15
1.45~1.65
9
1700
1800
<1.0 |
≥70
-
-
N≥5
≤1.5
15
1700
1600
<1.1 |
-
≥88
≤0.2
≤0.2
≤3.0
8
1700
2000~2200
<0.5 |
與其它輕質(zhì)隔熱材料相比，氧化物空心球隔熱材料的特點是安全使用溫度高、強度大和熱導率小。他們的體積密度比同成分的致密制品低50%~60%，可承受高溫火焰的沖擊，直接作為高溫窯爐的內(nèi)襯，現(xiàn)已推廣應用于二硅化鉬電爐、鉬絲爐、鎢棒爐、高溫燃氣間歇窯和隧道窯等許多爐窯上，可節(jié)能20%以上。
