I. Mối quan hệ trực quan giữa mật độ khối và trọng lượng
Mật độ khối (hay đơn giản là "mật độ thể tích") xác định trực tiếp trọng lượng trên một đơn vị thể tích: mật độ thể tích càng thấp thì vật liệu càng nhẹ; mật độ thể tích càng cao thì vật liệu càng nặng. Trong thiết kế lò nung, trọng lượng thường là hạn chế chính, đặc biệt đối với các bộ phận có thành treo hoặc{1}}mỏng như đường ống, buồng lắng và ống khói. Lớp lót quá nặng có thể dẫn đến tải trọng quá lớn lên kết cấu thép và thậm chí ảnh hưởng đến tuổi thọ của lò.
II. Sự cân bằng-giữa mật độ lớn và khả năng chống mài mòn/cách nhiệt
1. Yêu cầu cách nhiệt:Vật liệu đúc chịu lửa nhẹcó độ xốp cao và độ dẫn nhiệt thấp; mật độ âm lượng càng thấp thì hiệu quả cách nhiệt càng tốt. Hiệu suất tiết kiệm năng lượng là tối ưu khi mật độ thể tích Nhỏ hơn hoặc bằng 1,2 g/cm³; nếu vượt quá 1,3 g/cm³, hiệu suất cách nhiệt sẽ giảm đáng kể.
2. Yêu cầu về khả năng chống mài mòn: Mật độ thể tích tăng lên sẽ làm tăng số lượng điểm liên kết giữa các hạt cốt liệu, từ đó cải thiện khả năng chống xói mòn và mài mòn cơ học. Ở những khu vực bị xói mòn do ngọn lửa dữ dội, nếu mật độ khối dưới 1,3 g/cm³ thì bề mặt dễ bị đóng bột và bong tróc.
3. Cân bằng tổng thể: Khi một khu vực cần cả khả năng cách nhiệt và chống xói mòn, nên sử dụng "lớp lót làm việc nhẹ" với mật độ khối 1,5 g/cm³, cân bằng giới hạn trọng lượng và yêu cầu chống mài mòn.
III. Các điểm xử lý chính cho vật liệu đúc nhẹ mật độ lớn 1,5
1. Lựa chọn nguyên liệu thô: Các cốt liệu nhẹ được tổng hợp nhân tạo (như mullite nhẹ và bauxite nhẹ) phải được sử dụng làm vật liệu chính. Nghiêm cấm việc bổ sung các tạp chất nặng như gạch thải và chất thải đúc; nếu không, mật độ sẽ trở nên mất kiểm soát và cường độ sẽ giảm.
2. Hệ thống liên kết: Sử dụng sợi chống-khô nhanh và{2}}làm cứng nhanh-nổ-(0,1%~0,15%)-để phân tán ứng suất co ngót; silicon kim loại ( Nhỏ hơn hoặc bằng 2%) để cải thiện khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao-; và xi măng aluminat canxi nguyên chất (Lớn hơn hoặc bằng Al₂O₃ 70%) để đảm bảo cường độ sớm.
3. Hiệu suất thi công: Hàm lượng nước được kiểm soát ở mức 12%~14%, giá trị dòng rung lớn hơn hoặc bằng 180 mm, đảm bảo tự-chảy lấp đầy ở những khu vực phức tạp; Cường độ đúc khuôn 24 giờ Lớn hơn hoặc bằng 4 MPa, đáp ứng yêu cầu nướng nhanh.
IV. Ứng dụng điển hình
1. Ống khói và ống khói: Vừa là lớp cách nhiệt vừa là lớp làm việc, lớp lót dày 1,5 khối có thể kiểm soát nhiệt độ vỏ ngoài dưới 80 độ và chống lại sự cọ rửa của khí thải bụi bặm.
2. Đỉnh buồng lắng: Trọng lượng có hạn nhưng phải chịu được tác động bật lại của hạt; độ dày lớp lót dày đặc 1,5 khối có thể giảm xuống 100 ~ 120 mm, giảm trọng lượng hơn 35% so với vật liệu nặng truyền thống.
3. Khuỷu ống dẫn khí nóng: Hướng luồng khí thay đổi đột ngột, có góc cọ rửa lớn; lớp lót dày 1,5 khối có tuổi thọ trên 3 năm, gấp đôi so với lớp lót dày 1,2 khối.
V. Khuyến nghị đối với linh kiện cách điện thuần túy
Đối với các khu vực không bị xói mòn do ngọn lửa hoặc mài mòn cơ học, chẳng hạn như lớp cách nhiệt bên ngoài cho tường lò và lớp cách nhiệt đường ống, vật liệu đúc chịu lửa nhẹ có mật độ khối 1,0 ~ 1,2 g/cm³ được ưu tiên. Độ dày phải được xác định dựa trên tính toán nhiệt. Nói chung, cứ giảm 0,1 g/cm³, lớp lót dày 100 mm có thể giảm tải 10 kg/m2, tăng mức tiết kiệm năng lượng lên 3% ~ 5%.
VI. Phương pháp đánh giá chất lượng đơn giản
1. Hình thức bên ngoài: Mặt cắt ngang đồng đều, không có lỗ lớn hơn 3 mm và không có bột rơi ra khi chà xát bằng tay.
2. Mật độ khối: Sau khi-lấy mẫu và sấy khô tại chỗ, giá trị đo được phải sai lệch so với giá trị danh nghĩa Nhỏ hơn hoặc bằng ±0,05 g/cm³.
3. Khả năng chịu áp suất ở nhiệt độ phòng: Sau khi sấy khô ở 110 độ trong 24 giờ, cường độ phải lớn hơn hoặc bằng 8 MPa (cấp mật độ khối 1,5), đảm bảo tỷ lệ vỡ dưới 2% trong quá trình vận chuyển và lắp đặt.
Vật liệu đúc chịu lửa nhẹ không nhất thiết phải là "càng nhẹ càng tốt", cũng không nhất thiết là "càng nặng thì càng bền". Thay vào đó, phải đạt được sự cân bằng giữa trọng lượng, khả năng cách nhiệt và khả năng chống mài mòn dựa trên các điều kiện vận hành cụ thể. Trước tiên, nhà thiết kế phải xác định tải trọng tối đa cho phép và nhiệt độ sử dụng tối đa cho từng vị trí, sau đó chọn dần cấp độ mật độ lớn theo thứ tự "trọng lượng-xói mòn nhiệt độ-." Cuối cùng, thông qua sự kết hợp tỉ mỉ giữa nguyên liệu thô và kỹ thuật xây dựng, có thể đạt được các mục tiêu toàn diện về tuổi thọ lâu dài, mức tiêu thụ năng lượng thấp và lớp lót nhẹ.
