Milloin piidioksidieristystiili toimii paremmin kuin muut eristysvaihtoehdot – ja milloin se epäonnistuu?

Useimmat eristävät tiilet valitaan sen mukaan, mitä ne voivat tehdä. Piidioksidieristystiili on valittava niin, että on ymmärrettävä yhtä selkeästi, mitä se ei voi tehdä -, koska vikatila on äkillinen, kallis ja täysin vältettävissä, jos spesifikaatiot ovat oikeat alusta alkaen.

Oikein käytettynä piidioksidieristetiili tarjoaa jotain, johon mikään mulliitti--pohjainen eristystiili ei pysty vastaamaan: mittojen stabiilisuus jatkuvassa kuormituksessa 1 500 asteen lämpötiloissa yhdistettynä riittävän alhaiseen lämmönjohtavuuteen uunin seinän läpi menevän lämpöhäviön vähentämiseksi. Väärin käytettynä - nimenomaan, sen annettiin jäähtyä alle noin 600 asteen käytön aikana - kiteisen faasin muutoksista, jotka tekevät piitiilestä erityisen, tulee sen tuhoutumismekanismi.

Mitä piidioksidieristystiili todella on

Silica eristystiilion kevyt tulenkestävä materiaali, joka on valmistettu korkean -puhtausluokan kvartsiitista tai piidioksidihiekasta, jonka SiO₂-pitoisuus on yli 91 %. Toisin kuin tiheä piidioksiditiili, joka puristetaan suureen tiheyteen rakennesovelluksissa, piidioksidieristetiili valmistetaan hallitulla huokoisuudella - tyypillisesti palamisaineilla, jotka sekoitetaan erään ennen polttamista. Tuloksena on huokoinen, kevyt tiili, jonka irtotiheys on 0,9-1,2 g/cm³.

Polton jälkeen esiintyvät mineraalifaasit ovat avain sen suorituskykyyn. Korkean lämpötilan-sintrauksen aikana kvartsi (SiO₂:n raaka muoto) muuttuu tridymiitiksi ja kristobaliitiksi - kahdeksi piidioksidin polymorfiksi, jotka ovat stabiileja yli 600 asteessa ja joilla on erinomaiset korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet. Hyvin-poltettu piidioksidieristetiili sisältää noin 78–86 % tridymiittiä, 13–15 % kristobaliittia ja 4–7 % jäännöskvartsia.

Nämä vaiheet antavat piidioksidieristetiilelle sen määrittelevät lämpöominaisuudet:

Lämmönjohtavuus: 0,35–0,42 W/m·K käyttölämpötilassa - pienempi kuin vertailukelpoiset mulliittilaadut samalla tiheydellä

Maksimi käyttölämpötila: jopa 1 550 astetta laatuluokille, jotka on suunniteltu suoralle liekkikosketukselle

Kuorman pehmenemislämpötila: korkeampi kuin savi- tai fireclay-eristystiilet, joiden tiheys on sama

Äänenvoimakkuuden vakaus yli 600 astetta: olennaisesti nollalaajeneminen, koska tridymiitti ja kristobaliitti ovat jo saaneet faasisiirtymänsä päätökseen polton aikana

Vaiheenmuutosongelma alle 600 astetta

Tässä on rajoitus, joka määrittää, kuuluuko piidioksidieristetiili vuoraukseen.

Tridymiitti- ja kristobaliittifaasit, jotka antavat piitiilille sen korkean lämpötilan-stabiilisuuden, ovat stabiileja vain noin 600 asteen yläpuolella. Tämän lämpötilan alapuolella ne läpikäyvät palautuvia polymorfisia inversioita - pieniä mutta äkillisiä tilavuuden muutoksia, kun kiderakenne siirtyy korkean- ja matalan{5}}lämpötilan muotojen välillä. Inversioon ~573 asteessa (-kvartsista -kvartsiin siirtyminen) ja kristobaliitin inversioon ~220 asteessa liittyy tilavuuden muutoksia, jotka luovat tiilessä sisäistä jännitystä.

Jatkuvasti yli 600 astetta toimivassa uunissa näitä inversioita ei koskaan tapahdu käytössä - tiili elää pysyvästi lämpötila-alueella, jossa tridymiitti ja kristobaliitti ovat stabiileja, ja se toimii virheettömästi vuodesta toiseen.

Uunissa, joka jäähtyy ilmaan kampanjoiden välillä tai jossa tapahtuu odottamattomia sammutuksia, jotka laskevat vuorauksen alle 600 astetta, näitä vaiheen käänteisiä tapahtuu joka sykli. Stressit kerääntyvät. Riittävien jaksojen jälkeen tiili halkeilee. Vika ei ole asteittainen suorituskyvyn heikkeneminen - se on rakenteellinen murtuminen.

Tämä ei ole suunnitteluvirhe. Se on materiaalin ominaisuus, joka otetaan huomioon asianmukaisessa määrittelyssä. Piidioksidieristetiili kuuluu jatkuviin uuneihin. Se ei kuulu eräuuneihin, jotka jäähtyvät ilmaan polttokertojen välillä.

Missä piidioksidieristystiili on oikea valinta

Koksiuunien seinät ja kruunut

Koksausuunit toimivat jatkuvasti vuosikymmeniä. Polttokammion seinät toimivat 1 300 - 1 450 asteen lämpötilassa, eikä uunin anneta koskaan jäähtyä ympäristön lämpötilaan normaalin käytön aikana. Tämä on ihanteellinen ympäristöpiidioksidi tiili- tiheää laatua rakenneseinässä, silikaeristetiiliä taustana ja eristekerroksessa, jossa painonpudotus on tärkeää. Nolla-laajeneminen yli 600 astetta tekee piitiilestä mitoiltaan vakaan holvi- ja kruunuasennossa vuosikymmenien jatkuvan käytön aikana.

Lasiuunin regeneraattorin kruunut ja yläseinät

Lasiuunit toimivat yhtäjaksoisesti 3–10 vuoden kampanjoiden ajan. Regeneraattorin kruunut saavuttavat 1 350 - 1 450 astetta. Tiheän piidioksidikruunutiilen takana olevassa tukikerroksessa piieristetiili vähentää lämpöhäviöitä regeneraattorirakenteen läpi ja alentaa teräskuoren kuormitusta. Jatkuva toimintaprofiili tarkoittaa, että 600 asteen rajoitusta ei koskaan sovelleta normaaleissa kampanjoissa.

Kuumasuihkuuunin eristyskerrokset

Kuumasuihkuuunit kiertävät poltto- ja puhallustilojen välillä, mutta eivät jäähdy ympäristön lämpötilaan käytön aikana - teräskuori ja rakenteellinen vuoraus ylläpitävät lämpötilaa. Varaeristekerroksen piidioksidieristystiili toimii tässä hyvin, mikäli uunin rakenne ei vaadi täyttä jäähdytystä-huoltoa varten useammin kuin kerran useissa vuosissa.

Tunneliuunien katot ja seinät

Tunneliuunit ovat käynnissä jatkuvasti. Uunin ilmakehä liikkuu tunnelin läpi; rakenne pysyy kuumana. Kruunu- ja seinäeristekerroksen piieristetiili vähentää lämpöhäviöitä ja pienentää pienen tiheytensä vuoksi kuollutta kuormaa, jota kruunun rakenteen on tuettava. Tämä on yksi yleisimmistä sovelluksista juuri siksi, että jatkuva toimintaprofiili sopii piitiilen rajoituksiin.

Minne piidioksidieristystiili ei kuulu

Panosuunit ja sukkulauunitjoka jäähtyy ilmaan laukausten välillä. Jokainen jäähtyminen- vie tiilen vaiheinversion lämpötilojen läpi. Mulliittieristetiili - JM23 - JM28 huippulämpötilasta riippuen - on oikea valinta näihin sovelluksiin.

Mikä tahansa vyöhyke, joka altistuu vesi- tai höyrykosketukselle. Piidioksidi reagoi vesihöyryn kanssa korkeassa lämpötilassa ja on herkkä hydrotermiselle vaikutukselle, joka hajottaa tridymiittifaasia. Uuneissa, joissa on huomattavaa kosteutta ilmakehässä, tulisi käyttää savi- tai mulliitti{2}}pohjaista eristystä.

Alkaliset ilmapiirit. Piidioksidi on hapan oksidi ja reagoi alkalisten yhdisteiden - natriumin, kaliumin ja kalsiumin kanssa. Sementtiuunin tukikerrokset ja kaikki prosessit, joissa emäksinen pöly tai höyry koskettaa eristekerrosta, ovat huonoja valintoja piidioksiditiilelle. Mulliitti- tai alumiini-silikaattieristetiili on kemiallisesti kestävämpi näissä ympäristöissä.

Piidioksidieristetiili vs. mulliittieristetiili: päätös

Jatkuvassa korkean lämpötilan{0}}uuneissa, joissa vuoraus ei koskaan jäähdy ympäristön lämpötilaan ja painon vähentäminen on ensisijaisen tärkeää, piidioksidieristystiili kilpailee hyvin sekä suorituskyvyn että kustannusten suhteen. Kaikissa sovelluksissa, joihin liittyy säännöllisiä jäähdytysjaksoja, vaiheenmuutoskäyttäytyminen sulkee pois sen muista ominaisuuksista riippumatta.

Mitä tulee tarkistaa ennen tilaamista

Jäännöskvartsipitoisuus- määrittelyssä tulee ilmoittaa jäännöskvartsia alle 2–3 %. Suurempi jäännöskvartsi tarkoittaa epätäydellistä vaihemuutosta polton aikana, mikä lisää volyymin epävakauden riskiä käytössä. Pyydä XRD-vaiheanalyysitietoja, jos sovellus on kriittinen.

SiO₂ puhtaus- yli 91 % vähintään. Alhaisempi puhtaus aiheuttaa juoksevia epäpuhtauksia, jotka alentavat tehollista käyttölämpötilaa ja nopeuttavat hajoamista alkalien tai rautaoksidikontaminaation läsnä ollessa.

Tiheysluokka- piidioksidieristystiiliä on saatavana 0,6, 0,8 ja 1,0–1,2 g/cm³:n pitoisuuksina. Pienempi tiheys antaa paremman eristyksen, mutta pienempi mekaaninen lujuus. Kruunu- ja kaariasennossa korkeamman tiheyden arvot on määritelty rakenteellisen riittävyyden vuoksi; Tiheän kuuman pinnan takana oleville varakerroksille alhaisempi tiheys on edullinen.

Käyttölämpötilaprofiili- varmista uuniinsinööriltäsi, jäähtyykö vuoraus koskaan alle 600 astetta suunnitellun käyttöiän aikana. Jos on, piidioksidieristetiili ei ole oikea materiaali lämpötilaluokituksesta riippumatta.

Usein kysytyt kysymykset

Voidaanko silikaeristetiiliä käyttää samassa vuorauksessa mulliittitiilen kanssa?Kyllä, eri vyöhykkeillä tai kerroksilla, joissa niiden vastaavat lämpötila- ja kiertoprofiilit ovat sopivia. Edellytyksenä on, että piidioksidieristyskerroksen tulee pysyä yli 600 asteen koko uunin käytön tai jäähtymisen ajan.

Mitä eroa on piidioksidieristystiilen ja tiheän piidioksiditiilen välillä?Tiheys ja huokoisuus. Tiheän piidioksiditiilen irtotiheys on yli 1,8 g/cm³, ja sitä käytetään rakenteellisiin kuumapintaisiin sovelluksiin - koksiuunin seinämiin, lasiuunin kruunuihin. Silikaeristetiili on tarkoituksella tehty huokoiseksi, tiheydellä 0,6–1,2 g/cm³, ja sitä käytetään lämmöneristyskerroksissa, joissa alhainen johtavuus ja pieni paino ovat tärkeämpiä kuin puristuslujuus.

Miten silikaeristetiili eroaa kalsiumsilikaattilevystä uunin eristykseen? Kalsiumsilikaattilevytoimii noin 1000 asteeseen asti ja hoitaa pyöräilyn ympäristöön ilman vaiheenmuutosongelmia. Uunin eristykseen alle 1000 astetta sovelluksissa, jotka vaihtelevat ympäristön lämpötilaan, kalsiumsilikaattilevy on usein parempi valinta. Piidioksidieristetiili määritellään siellä, missä lämpötila ylittää sen, minkä kalsiumsilikaatti kestää - tyypillisesti yli 1 100 astetta -, ja jatkuva toimintaprofiili tekee vaiheenmuutosrajoituksesta merkityksettömän.