窯襯隔熱是減小窯爐熱量和熱輻射散發(fā)的最有效途徑之一。目前，輕質(zhì)隔熱耐高溫材料常用于分解爐、回轉(zhuǎn)爐、高溫窯爐等高溫設(shè)備的隔熱襯體，能有效隔絕圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外進(jìn)行熱流傳遞，減輕高溫設(shè)備的熱輻射散發(fā)。輕質(zhì)隔熱耐高溫材料是具有體積密度低、氣孔率高、隔熱性能好、耐高溫等優(yōu)良性能的一種多孔材料。一方面，為了減輕高溫設(shè)備的熱輻射散發(fā)，輕質(zhì)隔熱耐高溫材料應(yīng)具有優(yōu)秀的高溫隔熱性能，即要求具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)。一般要求輕質(zhì)隔熱耐高溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于1.0W/(m·K)(200℃)，但隨著高溫裝備使用溫度的升高，為滿足高溫工業(yè)生產(chǎn)安全的要求，對(duì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)具有更高的要求。另一方面，輕質(zhì)隔熱耐高溫材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證隔熱層的使用壽命，防止?fàn)t膛坍塌導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)燒結(jié)材料破壞，造成經(jīng)濟(jì)損失，更嚴(yán)重的造成安全事故。
針對(duì)以上情況，北京聯(lián)合榮大工程材料股份有限公司研發(fā)使用納米硅溶膠作為結(jié)合劑，采用吸濾成型方法，制備出高強(qiáng)度納米保溫輕質(zhì)磚（如圖1），可直接用于高溫窯爐的工作部位，降低窯爐的材料用量，提高窯爐的熱效率。可取代目前普遍使用的氧化鋁空心球磚，該材料比氧化鋁空心球磚體密小、強(qiáng)度高，能夠應(yīng)用于1400~1500℃的高溫環(huán)境下，比市場(chǎng)上其他的納米輕質(zhì)絕熱材料使用溫度高。納米保溫輕質(zhì)磚與空心球磚主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
圖1 納米保溫輕質(zhì)磚
使用納米保溫輕質(zhì)磚和傳統(tǒng)空心球磚砌筑的高溫加熱爐內(nèi)襯，在經(jīng)過(guò)3個(gè)月使用后，空心球磚發(fā)生開(kāi)裂，破損嚴(yán)重，聯(lián)合榮大研發(fā)的新型納米保溫輕質(zhì)磚狀態(tài)良好，未發(fā)生破損開(kāi)裂（如圖2）。
圖2 納米輕質(zhì)磚和傳統(tǒng)空心球磚使用前后狀態(tài)
節(jié)能降耗、綠色發(fā)展是人類社會(huì)發(fā)展的必然要求，高溫窯爐是工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備，新型納米氧化鋁復(fù)合輕質(zhì)絕熱材料，可以使用在冶金、耐火材料生產(chǎn)、陶瓷、化工等領(lǐng)域的窯爐中，不僅能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氧化鋁空心球磚，輕質(zhì)莫來(lái)石磚等保濕材料 ，同時(shí)在也可以部分代替剛玉磚，剛玉莫來(lái)石磚等重質(zhì)耐火材料達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
