ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

В твердых оксидах тепло передается упругими колебаниями ре­шетки. Эти колебания апериодичиы, оии, как говорят, квантуются. По аналогии с фотонами в теории света кваиты передачи тепла на­зывают фононами, а теплопроводность — фоиоииой. Теплопровод, ность зависит от атомиой массы катиона.

Точио так же кристаллы с более сложным строением решетки имеют более низкую теплопроводность. Например, теплопроводность муллита ниже, чем у диоксида кремния и оксида алюминия.

Теплопроводность оптически анизотропных монокристаллов, как и их тепловое расширение, анизотропна. Разница в теплопроводно­сти параллельно длинной оси и перпендикулярно ей с повышением температуры снижается. Анизотропия теплопроводности кварца при комнатной температуре около 1,7, а при 1000° С теплопроводность у кварца во всех направлениях одинакова. Теплопроводность огне­упорных изделий также анизотропна и объясняется анизотропией текстуры, получающейся при прессовании.

Теплопроводность кристаллических тел с повышением темпера­туры снижается, при высокой температуре (1500—1600° С) несколь­ко повышается, что вызвано увеличением теплопередачи излучением. Теплопроводность стеклообразных аморфных материалов (жидкой фазы) с повышением температуры увеличивается, начиная с 1500" С более резко из-за излучения. Теплопроводность огнеупоров зависит от составляющих фаз и характера их текстуры (см. рис. II.3).

В двухфазных (многофазных) материалах общая величина теп - ; лопроводиости близка к теплопроводности той фазы, которая явля­ется сплошной средой, матрицей.

Зависимость теплопроводности от пористости при температурах до 500° С выражается уравнением

ЯЛ = Я0(1 - аП), _ (11.40)

Теплофизические свойства огнеупоров

Теплопроводность,

Теплоемкость,

Вт/(м. К) при

Дж/(кг. к), При

Огнеупорные изделия

Температуре, °С

Температуре, °С

20

500

1000

20

500

1000

Шамотиые..........................

1,16

1,34

1,51

0,83

1,0

1,08

Динасовые..........................

1,16

1,40

1,63

0,79

0,96

1,0

Магнезитовые....

5,82

4,66

3,5

0,92

1,08

1,08

Корундовые.......................

29,1

10,04

5,82

0,83

1 ,0

1,08

4

Где — теплопроводность пористого материала, Вт/(м-К); К— теплопроводность материала с нулевой пористостью; Л — общая по­ристость в долях единицы; а — коэффициент, значение которого за­висит от пористости;

/7............................ <0,1 0,1—0,15 0,15—0,20 0,20—0,25

А.............................. 1,5 2,0 2,4 2,6

При более высокой температуре на общую теплопроводность существенно влияет передача тепла излучением. Излучающая способ­ность пор пропорциональна размеру их и температуре в третьей степени ~ (dnТъ). Конвективная составляющая газа, пор, проявляет­ся при размере их лишь более 1 мм и поэтому ие учитывается.

Зависимость теплопроводности от пористости при температурах выше 500° С описывается формулой Лобба:

^П — h j*

(П.41)

Л,

(1 - П±) + Л х Я0 /<4аеГс1Т3)

Где Ли—пористость в направлении, параллельном тепловому по­току, в долях единицы; Лх— то же, в перпендикулярном направле­нии; о — коэффициент лучеиспускания; є — степень черноты пор, в долях единицы; Г — геометрический фактор пор; d — размер пор, см; Т — температура, К.

(11.42) (H.43) (11.44)

Зависимость теплопроводности Вт/(м-К) огнеупоров от темпе­ратуры без учета анизотропии пор и их размера дается эмпириче­скими формулами для огнеупоров (соответственно шамотных, дииа­совых, магнезитовых) :

%t= (0,6 + 0,00055^ 1,163; %t= (0,7 + 0,000650 1,163; Х( = (5,3 — 0,0023/) 1,163j

Ниже приведены некоторые характерные значения теплопровод­ности. Самую низкую теплопроводность имеет вакуум и близкую к ней воздух: теплопроводность воздуха при 100°С 0,0306 Вт/(м-К) и при 1000° 0,0788 Вт/(м-К), теплопроводность воды при 100° С 0,656 Вт/(м-К). Наименьшая теплопроводность кристаллов состав­ляет 1,455 Вт/(м-К).

Таблица 11.2 5. ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТЬ

К л я Ц

* Ч s о

Температуропровод­ность, м-/с, при температуре, "С

И с *

20

' 500

1000

2,0 1,9 2,6 3,8

0,7 0,77 2,42 9,2

0,67 0,77 1,66 2,74

0,7 0,86 1,25 1,42

3*

Температуропроводность a (ms/c) характеризует скорость распростра­нения температуры и определяется по формуле

A = Я/фоб, (11.45)

Где X — теплопроводность, Вт (м-К); Роб — объемная плотность, кг/м3; с — теплоемкость Дж/(К-кг).

Характеристика теплофизических евойств распространенных видов ог­неупоров приведена в табл, II.2,

35

ИСПАРЕНИЕ

При температурах выше 1600—1800° С огнеупоры начинают и^ паряться. 1

Ниже дана характеристика испаряемости промышленных оги<£ упоров при 1600°С в вакууме (0,01 Па):

Открытая Скорость';

Пористость, испарения;

О/ г/(см'-с)Ж>.

/0 Х10» '

TOC o "1-3" h z Шамотные....................................................... . 16 1,4

Каолиновые........................................................................ 13 1,0

Муллитовые.......................................................... 16 0,25

Магнезитовые............................................. . 22 0,8

12 0,3

Хромомагнезитовые............................................. 22 3,5

В воздухе огнеупоры испаряются примерно в 10 раз медленнее: скорость испарения находится в пределах (1 —5) -10—7 г/(см-с). Ог­неупоры испаряются главным образом с поверхности и близлежащих-.і слоев.

ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ

Под химической стойкостью понимают способность огнеупоров не разрушаться в результате различных химических реакций — кор­розии. Коррозия заключается в раствореннн огнеупоров, т. е. в пере­ходе его из твердого состояние в жидкое. …

СУШКА

Сушка представляет собой процесс удаления влаги из твердых пористых материалов путем испарения при температуре обычно ниже точки кипения. Необходимость сушки очевидна для изделий пластич­ного формования вследствие незначительной механи­ческой прочности сырца, …

ОГНЕУПОРНЫЕ ГЛИНЫ И КАОЛИНЫ

Огнеупорными глинами называют землистые обломоч­ные горные породы осадочного происхождения, которые состоят в основном из высокодисперсных гидроалюмо­силикатов, дают с водой пластичное тесто, сохраняющее при высыхании форму, и приобретают после обжига проч­ность …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.