第6章 隔热耐火材料
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二、隔热耐火材料的制备方法
（1）多孔隔热耐火制品及其制备方法 （2）纤维状隔热制品及其制备方法 （3）纤维隔热材料存在的问题与发展 （4）研制高效隔热耐火材料的原则
5
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
1、隔热耐火材料概述
1.1 隔热耐火材料与节能
“十五” 单位国内生产总值(GDP)能耗降低20%左右
（2）按使用温度分类
低温隔热材料（小于600℃），它不属于耐火材料； 中温隔热材料（600-1200℃）； 高温隔热材料（大于1200℃）。
15
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
各种隔热材料的使用温度
16
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
（3）按存在形态分类
类别 粉粒状隔热材料
“十一五” “十二五”
要抓好资源节约、建设环境友好型社会
第能八耗章大户隔：热钢耐铁火工业材、料有色冶金工业、建筑工业等
中国超过10%的能源被钢铁业“吃”掉
能源紧张，节能势在必行
轻质隔热耐火材料
6
第八章 隔热耐火材料
60-65% Alumina Silica Insulation Porous Silica Precast
产品名称
水泥 玻璃 耐火材料 陶瓷 钢铁
表
各种工业窑炉的炉体散热损失
窑炉设备
回转窑 池窑 隧道窑 隧道窑 化铁炉
单位产品能 耗MJ/t产品
5440 9500 6700 12140 24620
炉体散热损失
MJ/t产品
%
710
13.0
1490
15.7
2530
37.8
4590
37.8
2090
8.5
10
第八章 隔热耐火材料
特征
举例
粉粒散状隔热填料 粉粒散状不定形隔热 材料
膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻 土等，氧化物空心球
定形隔热材料 多孔、泡沫隔热制品 轻质耐火混凝土、轻质浇注料
纤维状隔热材料
棉状和纤维隔热材料
石棉、玻璃纤维、岩棉、陶瓷 纤维、氧化物纤维及制品
复合隔热材料 纤维和纤维复合材料 绝热板、绝热涂料、硅钙板
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
膨胀珍珠岩
18
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
由氧化铝空心球制成的新型高温隔热耐火材料
19
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
20
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
21
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
（4）按结构特点分类
类别
隔热耐火材料按组织结构分类（举例）
13
第八章 隔热耐火材料
1.3 隔热耐火材料分类
(1) 按化学矿物组成分类
粘土质隔热耐火材料 高铝质隔热耐火材料 硅质隔热耐火材料 硅藻土质隔热耐火材料 蛭石隔热耐火材料 氧化铝隔热耐火材料 莫来石隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
14
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
《耐火材料工艺学》
1.2 隔热耐火材料的定义
低热导系数 低热容量
隔热耐火材料（保温耐火材料）
轻质耐火材料
气孔率高 体积密度低
隔热耐火材料是指低导热系数与低热容量的耐火材料，也称保温 耐火材料。由于它们的气孔率高，体积密度低，因此也称为轻质 耐火材料。
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
热耗，kJ/cm2•s 蓄热，kJ/cm3 炉衬质量，kg/cm3
表
一些工业窑炉的热效率
窑炉名称 半连续式煤气加热炉 箱式电阻炉 井式回火炉 电弧炉 远红外烘干室
热效率，% 13.3~27.7 31.4~32.6 24 12.8~23.6 20~30
热效率（%）=工艺有效热量/供入炉子的热量*100%
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
一般工业窑炉的热损失，主要包括下列几项：
2）炉体的蓄热损失
《耐火材料工艺学》
炉体的蓄热损失，对连续操作的窑炉不太重要，因为这类窑 炉通常运行数月至数年才需停炉维修。
但对于间歇式不连续使用的窑炉，炉衬耐火材料的蓄热损失 则很大，它与窑炉的尺寸、炉墙厚度、砌体的热容量，材料的 导热性和加热时间及温度等因素有关，达5~25%。
11
第八章 隔热耐火材料
1）从炉体表面各部位散失的热量； 2）炉体的蓄热损失； 3）水冷损失的热量； 4）接缝、孔眼和炉门等密封不严的部位泄露损失的热量； 5）排烟带走的废热损失。
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
源自文库
1）从炉体表面各部位散失的热量
炉体的表面热损失，与窑炉的种类和保温隔热耐火材料的利 用有关，如表所示，可高达产品单位能耗的10~40%。
《耐火材料工艺学》
50-55% Alumina Insulation
60-65% Alumina Insulation
HOT BLAST STOVES 热风炉
7
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
大多数情况下，各种工业窑炉的热损失一般都很大，如下表 所示，能源利用率不到33%，因而有很大的节能潜力。
I 0.533 20600 36
II 0.533 62500 115
III 0.613 550000 556
可见，采用导热系数 低和热容小的隔热耐火材 料，尤其是采用新型的耐 火纤维材料，可使炉体的 热损失大大减少，从而节 约大量能源。
图 各种结构炉衬在内表面相同情况下其热工性能的比较
1－高岭棉；2－矿棉；3－轻质耐火砖；4－致密耐火砖
特征
举例
气相连续的隔 热材料
固相连续的隔 热材料
混合结构的隔 热材料
固相为孤立分散相
气相为孤立分散相 气相和固相都为连 续相
粉粒料填充隔热层，以可燃物 法制造的轻质耐火砖
氧化物空心球制品，粉煤灰漂 珠隔热制品，泡沫法轻质砖， 泡沫玻璃
《耐火材料工艺学》
考试安排
• 时 间：16周周二（6月3号）下午4-6点 • 地 点：0102 • 考试形式：开卷
《耐火材料工艺学》 复吹转炉炼钢
炉 外 精 炼
铁水预处理
连铸
《耐火材料工艺学》 武汉科技大学
耐火材料工艺学
国家级精品课程
2020年1月22日星期三8时28分40
3
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
基本要求：了解隔热耐火材料的种类、制备方法及成孔原理；
重 难 点：隔热耐火材料的隔热原理，影响导热率的因素
（热导率与温度、显微结构、体积密度和气孔特性等的关系）。
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《耐火材料工艺学》
主要内容
一、隔热耐火材料概述
（1）隔热耐火材料与节能 （2）隔热耐火材料定义 （3）隔热耐火材料分类 （4）隔热耐材的隔热原理及影响因素
（1）多孔隔热耐火制品及其制备方法 （2）纤维状隔热制品及其制备方法 （3）纤维隔热材料存在的问题与发展 （4）研制高效隔热耐火材料的原则
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
1、隔热耐火材料概述
1.1 隔热耐火材料与节能
“十五” 单位国内生产总值(GDP)能耗降低20%左右
（2）按使用温度分类
低温隔热材料（小于600℃），它不属于耐火材料； 中温隔热材料（600-1200℃）； 高温隔热材料（大于1200℃）。
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
各种隔热材料的使用温度
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
（3）按存在形态分类
类别 粉粒状隔热材料
“十一五” “十二五”
要抓好资源节约、建设环境友好型社会
第能八耗章大户隔：热钢耐铁火工业材、料有色冶金工业、建筑工业等
中国超过10%的能源被钢铁业“吃”掉
能源紧张，节能势在必行
轻质隔热耐火材料
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第八章 隔热耐火材料
60-65% Alumina Silica Insulation Porous Silica Precast
产品名称
水泥 玻璃 耐火材料 陶瓷 钢铁
表
各种工业窑炉的炉体散热损失
窑炉设备
回转窑 池窑 隧道窑 隧道窑 化铁炉
单位产品能 耗MJ/t产品
5440 9500 6700 12140 24620
炉体散热损失
MJ/t产品
%
710
13.0
1490
15.7
2530
37.8
4590
37.8
2090
8.5
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第八章 隔热耐火材料
特征
举例
粉粒散状隔热填料 粉粒散状不定形隔热 材料
膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻 土等，氧化物空心球
定形隔热材料 多孔、泡沫隔热制品 轻质耐火混凝土、轻质浇注料
纤维状隔热材料
棉状和纤维隔热材料
石棉、玻璃纤维、岩棉、陶瓷 纤维、氧化物纤维及制品
复合隔热材料 纤维和纤维复合材料 绝热板、绝热涂料、硅钙板
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
膨胀珍珠岩
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
由氧化铝空心球制成的新型高温隔热耐火材料
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
20
第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
（4）按结构特点分类
类别
隔热耐火材料按组织结构分类（举例）
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第八章 隔热耐火材料
1.3 隔热耐火材料分类
(1) 按化学矿物组成分类
粘土质隔热耐火材料 高铝质隔热耐火材料 硅质隔热耐火材料 硅藻土质隔热耐火材料 蛭石隔热耐火材料 氧化铝隔热耐火材料 莫来石隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
《耐火材料工艺学》
1.2 隔热耐火材料的定义
低热导系数 低热容量
隔热耐火材料（保温耐火材料）
轻质耐火材料
气孔率高 体积密度低
隔热耐火材料是指低导热系数与低热容量的耐火材料，也称保温 耐火材料。由于它们的气孔率高，体积密度低，因此也称为轻质 耐火材料。
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
热耗，kJ/cm2•s 蓄热，kJ/cm3 炉衬质量，kg/cm3
表
一些工业窑炉的热效率
窑炉名称 半连续式煤气加热炉 箱式电阻炉 井式回火炉 电弧炉 远红外烘干室
热效率，% 13.3~27.7 31.4~32.6 24 12.8~23.6 20~30
热效率（%）=工艺有效热量/供入炉子的热量*100%
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
一般工业窑炉的热损失，主要包括下列几项：
2）炉体的蓄热损失
《耐火材料工艺学》
炉体的蓄热损失，对连续操作的窑炉不太重要，因为这类窑 炉通常运行数月至数年才需停炉维修。
但对于间歇式不连续使用的窑炉，炉衬耐火材料的蓄热损失 则很大，它与窑炉的尺寸、炉墙厚度、砌体的热容量，材料的 导热性和加热时间及温度等因素有关，达5~25%。
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第八章 隔热耐火材料
1）从炉体表面各部位散失的热量； 2）炉体的蓄热损失； 3）水冷损失的热量； 4）接缝、孔眼和炉门等密封不严的部位泄露损失的热量； 5）排烟带走的废热损失。
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
源自文库
1）从炉体表面各部位散失的热量
炉体的表面热损失，与窑炉的种类和保温隔热耐火材料的利 用有关，如表所示，可高达产品单位能耗的10~40%。
《耐火材料工艺学》
50-55% Alumina Insulation
60-65% Alumina Insulation
HOT BLAST STOVES 热风炉
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
大多数情况下，各种工业窑炉的热损失一般都很大，如下表 所示，能源利用率不到33%，因而有很大的节能潜力。
I 0.533 20600 36
II 0.533 62500 115
III 0.613 550000 556
可见，采用导热系数 低和热容小的隔热耐火材 料，尤其是采用新型的耐 火纤维材料，可使炉体的 热损失大大减少，从而节 约大量能源。
图 各种结构炉衬在内表面相同情况下其热工性能的比较
1－高岭棉；2－矿棉；3－轻质耐火砖；4－致密耐火砖
特征
举例
气相连续的隔 热材料
固相连续的隔 热材料
混合结构的隔 热材料
固相为孤立分散相
气相为孤立分散相 气相和固相都为连 续相
粉粒料填充隔热层，以可燃物 法制造的轻质耐火砖
氧化物空心球制品，粉煤灰漂 珠隔热制品，泡沫法轻质砖， 泡沫玻璃
《耐火材料工艺学》
考试安排
• 时 间：16周周二（6月3号）下午4-6点 • 地 点：0102 • 考试形式：开卷
《耐火材料工艺学》 复吹转炉炼钢
炉 外 精 炼
铁水预处理
连铸
《耐火材料工艺学》 武汉科技大学
耐火材料工艺学
国家级精品课程
2020年1月22日星期三8时28分40
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第八章 隔热耐火材料
《耐火材料工艺学》
基本要求：了解隔热耐火材料的种类、制备方法及成孔原理；
重 难 点：隔热耐火材料的隔热原理，影响导热率的因素
（热导率与温度、显微结构、体积密度和气孔特性等的关系）。
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《耐火材料工艺学》
主要内容
一、隔热耐火材料概述
（1）隔热耐火材料与节能 （2）隔热耐火材料定义 （3）隔热耐火材料分类 （4）隔热耐材的隔热原理及影响因素