“Alumina dạng tấm” dùng để chỉ nguyên liệu thô, còn “vật liệu chịu lửa dạng tấm” dùng để chỉ sản phẩm hoàn thiện—một viên gạch, vật liệu đúc, nhựa hoặc hình dạng nguyên khối khác—sử dụng alumina dạng tấm làm cốt liệu chính.
Vật liệu chịu nhiệt dạng tấm là gì?
Vật liệu chịu lửa dạng tấm là một loại vật liệu chịu lửa có hàm lượng alumina cao, trong đó cốt liệu chính là alumina dạng tấm . Mục tiêu là chuyển những đặc tính vượt trội của các hạt alumina dạng tấm vào một sản phẩm cuối cùng bền chắc, có khả năng chịu được các điều kiện nhiệt, hóa học và cơ học khắc nghiệt.
Chúng được sử dụng để lót các lò nung, lò luyện kim, lò phản ứng và các thiết bị xử lý nhiệt độ cao khác.
Các đặc tính chính của vật liệu chịu lửa dạng tấm
Do được chế tạo từ alumina dạng tấm, các vật liệu chịu lửa này thừa hưởng và thể hiện những đặc tính sau:
Độ chịu nhiệt rất cao: Chúng có thể chịu được nhiệt độ cực cao, thường vượt quá 1800°C, mà không bị mềm đi.
Khả năng chịu sốc nhiệt tuyệt vời: Đây là một đặc tính quan trọng. Các tinh thể dạng tấm liên kết chặt chẽ và khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng mà không bị nứt vỡ của vật liệu khiến nó trở nên vô cùng quý giá trong các quy trình tuần hoàn.
Độ bền cơ học cao và khả năng chống mài mòn: Chúng duy trì tính toàn vẹn cấu trúc và chống mài mòn do các vật liệu rắn (như nguyên liệu trong lò nung) ở nhiệt độ cao.
Tính trơ hóa học vượt trội: Có khả năng chống lại sự tấn công của xỉ, chất trợ dung và kiềm rất cao, đặc biệt là trong môi trường trung tính và oxy hóa.
Độ xốp thấp: Cấu trúc thiêu kết đặc chắc của các hạt dạng tấm tạo ra sản phẩm cuối cùng có độ xốp biểu kiến thấp, giảm sự xâm nhập của xỉ và khí.
Độ ổn định thể tích: Chúng thể hiện sự thay đổi tuyến tính vĩnh viễn (PLC) tối thiểu khi làm nóng lại, nghĩa là chúng không co lại hoặc giãn nở đáng kể trong quá trình sử dụng, giúp ngăn ngừa việc mở các mối nối và vết nứt.
Các loại và hình dạng phổ biến của vật liệu chịu lửa dạng tấm
Có thể tạo thành các sản phẩm chịu nhiệt bằng nhiều cách khác nhau:
| Hình thức | Sự miêu tả | Các trường hợp sử dụng phổ biến |
|---|---|---|
| Gạch (hình dạng đặc biệt) | Gạch nung sơ bộ được làm bằng cách ép hỗn hợp các hạt alumina dạng tấm và chất kết dính (thường là xi măng alumina mịn hoặc đất sét). | Lớp lót của lò nung xi măng quay (vùng đốt), gáo thép, lò nung gốm và lò phản ứng hóa học. |
| Vật đúc (nguyên khối) | Hỗn hợp khô gồm cốt liệu alumina dạng tấm, chất độn mịn và chất kết dính thủy lực hoặc hóa học. Chúng được trộn với nước tại chỗ và đổ, bắn hoặc rung để định hình. | Đa năng, thích hợp cho lớp lót các hình dạng phức tạp, mái lò nung, khối đốt và vá sửa. Vật liệu đúc có hàm lượng xi măng thấp và cực thấp (LCC/ULCC) mang lại hiệu suất thậm chí tốt hơn. |
| Nhựa & Vật liệu tái chế | Hỗn hợp đất sét có thể định hình, kết dính tốt và có độ dẻo cao. Chúng được nén chặt hoặc đập vào vị trí để tạo thành lớp lót liền mạch. | Các khu vực cần lớp lót liền mạch hoặc để sửa chữa các lò nung hiện có. |
| Dạng xịt | Tương tự như vật liệu đúc nhưng được thiết kế để phun lên bề mặt bằng súng phun, thường dùng để lót hoặc sửa chữa nhanh chóng. | Sửa chữa và tân trang lớp lót lò nung mà không cần tháo dỡ hoàn toàn. |
Các ứng dụng chính trong ngành công nghiệp
Vật liệu chịu lửa dạng tấm là “ngựa chiến” của ngành công nghiệp nặng ở bất cứ nơi nào có điều kiện khắc nghiệt:
Ngành công nghiệp sắt thép:
Nồi nấu thép: Lớp lót cho thành và đáy có khả năng chống xỉ và chịu sốc nhiệt tuyệt vời.
Lò luyện gang: Có vai trò quan trọng đối với mái và vách lò, nơi nhiệt độ cực cao.
Toa xe hình ngư lôi: Lớp lót dùng để vận chuyển sắt nóng chảy.
Ngành xi măng và vôi:
Lò quay: Khu vực nung của lò xi măng là khu vực đòi hỏi khắt khe nhất, chịu nhiệt độ cực cao, sự tấn công hóa học từ clinker và sự mài mòn cơ học. Gạch alumina dạng tấm là vật liệu tiêu chuẩn ở đây.
Ngành công nghiệp hóa dầu và hóa chất:
Lò cracking và reforming hơi nước: Vật liệu lót cho các phần bức xạ và làm quả cầu đỡ cho các ống xúc tác, nơi nhiệt độ cao và độ ổn định nhiệt là tối quan trọng.
Lò phản ứng hóa học: Dùng cho các quy trình liên quan đến nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn.
Gốm sứ và kim loại màu:
Lò nung và lò luyện kim: Được sử dụng cho các khu vực nóng nhất trong lò nung gốm sứ và lò luyện kim loại màu như đồng và nhôm.
