I. Relația intuitivă între densitatea vrac și greutate
Densitatea vrac (sau pur și simplu „densitatea de volum”) determină direct greutatea pe unitatea de volum: cu cât densitatea de volum este mai mică, cu atât materialul este mai ușor; cu cât densitatea volumului este mai mare, cu atât materialul este mai greu. În proiectarea cuptorului, greutatea este adesea o constrângere principală, în special pentru părțile suspendate sau cu pereți-subțiri, cum ar fi conductele, camerele de decantare și coșurile de fum. Căptușelile excesiv de grele pot duce la sarcini excesive asupra structurii de oțel și chiar pot afecta durata de viață a cuptorului.
II. Compartimentul-între densitatea în vrac și rezistența la uzură/izolare
1. Cerințe de izolare:Piese refractare ușoareau porozitate ridicată și conductivitate termică scăzută; cu cât densitatea volumului este mai mică, cu atât efectul de izolare este mai bun. Performanța de economisire a energiei este optimă atunci când densitatea volumului este mai mică sau egală cu 1,2 g/cm³; dacă depășește 1,3 g/cm³, performanța de izolare scade semnificativ.
2. Cerințe de rezistență la uzură: densitatea volumului crescută crește numărul de puncte de legătură între particulele de agregat, îmbunătățind astfel rezistența la eroziune și uzură mecanică. În zonele supuse unei eroziuni intense prin flacără, dacă densitatea în vrac este sub 1,3 g/cm³, suprafața este predispusă la pudrare și decojire.
3. Echilibru general: Când o zonă necesită atât izolație termică, cât și rezistență la eroziune, se recomandă o „căptușeală ușoară de lucru” cu o densitate în vrac de 1,5 g/cm³, echilibrând limitările de greutate și cerințele de rezistență la uzură.
III. Puncte cheie de procesare pentru piese ușoare cu densitate în vrac 1,5
1. Selectarea materiei prime: agregatele ușoare sintetizate artificial (cum ar fi mullita ușoară și bauxita ușoară) trebuie utilizate ca material principal. Adăugarea de impurități grele, cum ar fi cărămizi uzate și deșeuri turnate, este strict interzisă; în caz contrar, densitatea va deveni necontrolată și puterea va scădea.
2. Sistem de lipire: Introduceți fibre cu uscare rapidă-și întărire-rapidă-fibre-rezistente la explozie (0,1%~0,15%)-pentru a dispersa stresul de contracție; siliciu metalic (mai mic sau egal cu 2%) pentru a îmbunătăți-rezistența la oxidare la temperatură ridicată; și ciment pur de aluminat de calciu (mai mare sau egal cu Al₂O₃ 70%) pentru a asigura rezistența timpurie.
3. Performanța construcției: conținutul de apă este controlat la 12%~14%, valoarea debitului de vibrații mai mare sau egală cu 180 mm, asigurând umplerea auto-curgătoare în zone complexe; Rezistență la deformare de 24 de ore Mai mare sau egală cu 4 MPa, îndeplinind cerințele de coacere rapidă.
IV. Aplicații tipice
1. Coșuri și coșuri de fum: Servind atât ca strat de izolație, cât și ca strat de lucru, căptușeala densă de 1,5 vrac poate controla temperatura exterioară a carcasei sub 80 de grade și poate rezista la curățarea gazelor de ardere prăfuite.
2. Partea superioară a camerei de decantare: Greutatea este limitată, dar trebuie să reziste la impactul de retragere a particulelor; grosimea căptușelii de 1,5 vrac poate fi redusă la 100~120 mm, reducând greutatea cu mai mult de 35% în comparație cu materialele grele tradiționale.
3. Coturi pentru conducte de aer cald: direcția fluxului de aer se schimbă brusc, cu un unghi mare de curățare; căptușeala densă de 1,5 vrac are o durată de viață de peste 3 ani, de două ori față de căptușeala densă de 1,2 vrac.
V. Recomandări pentru componentele izolatoare pure
Pentru zonele fără eroziune prin flacără sau uzură mecanică, cum ar fi straturile de izolație exterioară pentru pereții cuptorului și straturile de izolație pentru țevi, sunt preferate materialele refractare ușoare cu o densitate în vrac de 1,0 ~ 1,2 g/cm³. Grosimea trebuie determinată pe baza calculelor termice. În general, pentru fiecare reducere de 0,1 g/cm³, o căptușeală de 100 mm grosime poate reduce sarcina cu 10 kg/m², crescând economiile de energie cu 3%~5%.
VI. Metode simple de judecată a calității
1. Aspect: secțiune transversală-uniformă, fără găuri mai mari de 3 mm și fără să cadă praf când este frecat cu mâna.
2. Densitatea în vrac: după prelevarea-de mostre și uscare la fața locului, valoarea măsurată ar trebui să se abate de la valoarea nominală cu Mai puțin sau egală cu ±0,05 g/cm³.
3. Rezistența la presiunea la temperatura camerei: După uscare la 110 grade timp de 24 de ore, rezistența ar trebui să fie mai mare sau egală cu 8 MPa (grad de densitate în vrac 1,5), asigurând o rată de rupere mai mică de 2% în timpul transportului și instalării.
Piesele refractare ușoare nu sunt neapărat „cu cât mai ușoare, cu atât mai bine” și nici „cu cât sunt mai grele, cu atât mai durabile”. În schimb, trebuie să se găsească un echilibru între greutate, izolație termică și rezistență la abraziune în funcție de condițiile specifice de funcționare. Proiectanții ar trebui să determine mai întâi sarcina maximă admisă și temperatura maximă de serviciu pentru fiecare locație, apoi să selecteze progresiv gradul de densitate în vrac în funcție de ordinea „temperaturii-eroziunea-greutății”. În cele din urmă, printr-o potrivire meticuloasă a materiilor prime și a tehnicilor de construcție, pot fi atinse obiectivele cuprinzătoare de durată lungă de viață, consum redus de energie și căptușeală ușoară.
