Vật liệu chịu nhiệt có mấy loại trong công nghiệp?
Vật liệu chịu nhiệt (refractory materials) trong công nghiệp có 6 nhóm chính, được phân loại theo nhiệt độ làm việc tối đa, thành phần hóa học và hình thực sử dụng: gach cấu trúc (shaped), bê tông độ tại chỗ (monolithic), soi và bong cách nhiệt, vua (mortar/castable), và sơn bề mặt. Mỗi loại phù hợp với tung diem nhiệt độ và ứng dụng cụ thể trong lo luyen thép, lò nung gồm, thiết bị hóa chất nhiệt cao.
Loại 1: Gạch chịu lửa fireclay (gach samot)
Gach fireclay (gạch chịu lửa samot) là loại phổ biến nhất, thành phần chính SiO2 45–70% và Al2O3 30–45%, được nung ở 1200–1400 độ C tạo cấu trúc kết tính bền nhiệt. Nhiệt độ làm việc tối đa 1300–1500 độ C (AP trên 1500 theo ASTM C24), Đây là lựa chọn kính tế nhất cho phân lớn lò công nghiệp.
- Ứng dụng: Lo dot, lo nau cam, lò nung với, ống khỏi, buong dot của lo hỏi.
- Ưu điểm: Giá tham khảo hợp lý, để thi công, có sản phẩm trên thị trường Việt Nam.
- Hạn chế: Không chịu được nhiệt độ trên 1500 độ C; có độ bao hóa axit trên 1000 độ C.
Loại 2: Gach corundum (Al2O3 cao)
Gach corundum có hàm lượng Al2O3 trên 90% (thường 92–99%), được nung ở nhiệt độ trên 1600 độ C. Đây là loại gach chịu nhiệt cấp cao, có nhiệt độ làm việc trên 1700 độ C, độ cung Mohs 9 (chỉ kém kim cường), chịu mòn xuyên xuất. Giá cao hơn gach fireclay 3–5 lan những tuổi thọ dài và phù hợp cho môi trường khắc nghiệt hơn.
- Ứng dụng: Lo luyen thép ho quặng, lò nung gồm cao cấp, lo phản ứng nhiệt độ rất cao (trên 1500 độ C), ống đến nhiệt cao.
- Ưu điểm: Chịu nhiệt cao nhất trong nhóm gach cấu trúc, độ cung cao, chịu xoi mòn tốt, bền hóa học trung tính.
- Hạn chế: Gion, để vỏ khí soc nhiệt đột ngột, giá cao, yêu cầu vu thi công chuyển mòn.
Loại 3: Bê tông chịu nhiệt (refractory concrete / castable)
Bê tông chịu nhiệt dùng xi măng aluminous (calcium aluminate cement — CAC) hoặc chất kết dính phosphate thay cho xi măng Portland thường. Xi măng CAC có hàm lượng Al2O3 35–80%, biển cường nhanh và giu cường độ tốt ở nhiệt độ cao. Bê tông chịu nhiệt được độ tại chỗ (castable) nền phù hợp cho kết cấu hình dạng phức tạp, sửa chứa lo bị nut hoặc khu vực gach khó xep.
- Castable thường (regular density): Khối lượng riêng 1800–2400 kg/m3, chịu 1000–1500 độ C, phù hợp lo dot và lò nung công nghiệp.
- Lightweight castable: Khối lượng riêng 800–1400 kg/m3, cách nhiệt tốt, phù hợp mặt sau của lo để giảm tắt nhiệt.
- Low cement castable (LCC) và ultra-low cement (ULCC): Giảm hàm lượng CaO (gay phản ứng ở nhiệt cao), tầng độ bền nhiệt và độ bền hóa học, chịu trên 1600 độ C.
Loại 4: Soi gồm cách nhiệt (ceramic fiber)
Soi gồm (alumina silicate fibers) là vật liệu cách nhiệt nhiệt cao ở dạng soi, có thể dùng goi (blanket), tấm (board) hoặc phun (blown fiber). Soi gồm nhẹ (khối lượng riêng 96–192 kg/m3), cách nhiệt tốt, dẫn nhiệt thấp, để thi công và cat gon theo hình dạng. Nhiệt độ làm việc phụ thuộc thành phần:
- Standard (Al2O3 45–47%): Đến 1000–1100 độ C, dùng lo nhiệt độ vua.
- High Purity (Al2O3 trên 52%): Đến 1260 độ C.
- High Alumina (Al2O3 trên 60%): Đến 1400 độ C.
- Polycrystalline alumina: Đến 1600–1800 độ C, dùng lo nhiệt độ cuc cao.
Loại 5: Bong rockwool chịu nhiệt
Bong rockwool (mineral wool) được sản xuất từ đã bazan hoặc xi lo luyen (slag), chịu nhiệt đến 1000 độ C tuy cấp sản phẩm. Bong rockwool rẻ hơn ceramic fiber, phù hợp cách nhiệt đường ống hỏi nước (nhiệt độ đến 600 độ C), lo nua, thiết bị công nghiệp nhiệt độ trung binh. Không nền dùng ở nhiệt độ trên 900 độ C vi soi bắt đầu bị thiieu kết, mặt khả năng cách nhiệt.
Loại 6: Sơn chịu nhiệt silicon
Sơn chịu nhiệt góc silicon bảo vệ bề mặt kim loại khỏi ở xi hóa ở nhiệt độ cao (đến 500–800 độ C tuy cấp sơn). Dùng cho lo duot BBQ, ống xạ đồng có, bộ siêu tốc, thiết be nha bep công nghiệp nhiệt cao, không Thay thế cho gach và bê tông chịu nhiệt trong kết cấu lo những là bảo vệ bề mặt kim loại hiệu quả và để thi công.
So sánh các loại vật liệu chịu nhiệt
| Loại | Nhiệt độ tối đa | Hình thực | Ứng dụng chính | Chi phí tường đổi |
|---|---|---|---|---|
| Gach fireclay | 1300–1500 độ C | Viên gach | Lo dot, ống khỏi | Thấp |
| Gach corundum | Trên 1700 độ C | Viên gach | Lo luyen thép cao cấp | Cao |
| Bê tông refractory | 1000–1600 độ C | Độ tại chỗ | Kết cấu phức tạp, sửa chứa | Trung binh |
| Soi ceramic | 1000–1800 độ C | Goi, tấm | Cách nhiệt lo, ống nhiệt cao | Trung binh–Cao |
| Bong rockwool | Đến 1000 độ C | Goi, tấm | Cách nhiệt hỏi nước, lo nua | Thấp–Trung binh |
| Sơn chịu nhiệt | Đến 800 độ C | Nước sơn | Bảo vệ bề mặt kim loại | Trung binh |
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
- Bê tông chịu nhiệt CAC có thể dùng thay gach không?
- Có thể dùng thay trong nhiều trường hợp, đặc biệt khí kết cấu có hình dạng công, khe ho nhờ hoặc cần sửa chứa tại chỗ. Những gach cho phép dem riêng tung viên, Thay thế để hơn khí hu hong, nền được ưu tiền cho kết cấu có khả năng bảo trì thường xuyên.
- Soi ceramic có tôn hai suc khoe không?
- Soi ceramic có thể gay kích ứng đã và đường ho hấp ngac. Khí thi công cần dùng độ bao ho ca nhân (mặt na, kính bao ho, gang tẩy). Loại soi polycrystalline không được phân loại oan IARC là vật liệu có thể gay ứng thứ, khác với một số loại soi mineral trước dày.
- Gach corundum có chịu được axit không?
- Al2O3 cao trong gach corundum có khả năng chống kieu xit oxy hóa và axit trung tính tường đổi tốt, những không chịu được HF (axit hydrofluoric) và axit phosphoric ở nhiệt cao. Cho môi trường axit manh, gạch chịu axit silica là lựa chọn tốt hơn.