Огнеупорный порошок Материалы представляют собой специализированный класс неорганических неметаллических материалов, обладающих чрезвычайно высокой термостойкостью и используемых в самых сложных отраслях промышленности. Это всеобъемлющее руководство предназначено для технических специалистов и покупателей, понимающих все ключевые характеристики огнеупорных порошков, включая типичный состав, данные о критических свойствах, производственные процессы, области применения, спецификации и поставщиков.
Обзор огнеупорных порошковых материалов
Огнеупорные порошки представляют собой тонкодисперсные инертные неметаллические материалы, демонстрирующие исключительную термическую стабильность, сохраняющие прочность и форму при высоких температурах, превышающих 1000°C. К основным подклассам относятся оксиды, карбиды, нитриды и керамика.
Важнейшие атрибуты:
- Термостойкость свыше 1000°C
- Устойчивость к тепловому удару
- Выдерживает коррозию
- Высокая температура плавления
- Сохраняйте целостность конструкции
Их исключительные возможности обеспечивают высокую производительность в печах, котлах, печах, реакторах и других экстремальных тепловых средах, где традиционные материалы быстро выходят из строя.
Типовой состав
| Материал | Роль | Диапазон Wt% |
|---|---|---|
| Глинозем | Тепловые свойства | 40-100% |
| Кремнезем | Связать матрицу | 0-60% |
| Магнезия | Устойчивость к износу | 0-20% |
| Графит | Повышение устойчивости к тепловым ударам | 0-15% |
Баланс ключевых компонентов позволяет оптимизировать такие характеристики, как теплоемкость, изоляция, эрозионная стойкость, температура плавления и стоимость.
Основные виды огнеупорных порошков
| Тип | Описание |
|---|---|
| Сплав | Экстремальная чистота, выдерживает более 1800°C |
| Спеченные | Прессование/обжиг порошка, более низкая стоимость |
| Карбид кремния | Керамика с высокой теплопроводностью |
| Хромит | Стойкость к шлаку, проникновению металла |
| Цирконий | Устойчивость к тепловым ударам |
Огнеупорный порошок Процессы производства материалов
Производство современных огнеупорных порошков требует строгих протоколов обработки в специальных условиях.
Методы первичного производства
| Процесс | Подробности |
|---|---|
| Шаровая фреза | Механическое легирование |
| Золь-гель | Химические осадки |
| Сплав | Закалка расплавленной фазы |
| Агломерация | Контролируемое уплотнение порошка |
| Плазменное напыление | Очень высокотемпературная сфероидизация |
Результирующая морфология частиц
- Сферическая
- Angular
- Тромбоциты
- Смешанные шаровидные и угловатые
Типичное распределение размеров огнеупорных порошков
| Размер ячейки | Микрометры |
|---|---|
| -170 | 90 мкм |
| -325 | 45 мкм |
| -500 | 25 мкм |
Стандартные и нестандартные частицы позволяют изменять характеристики продукта.
Свойства огнеупорных порошковых материалов
| Недвижимость | Типовое значение |
|---|---|
| Температура плавления | Более 1600°C |
| Плотность | 2 - 6 г/см3 |
| Прочность на сжатие | 20 - 100 МПа |
| Прочность на изгиб | 10 - 60 МПа |
| Вязкость разрушения | 2 - 10 МПа-м^1/2 |
| Теплопроводность | 20 - 100 Вт/м-К |
| Электрическое сопротивление | 10^8 - 10^13 Ом-см |
| Максимальная температура эксплуатации | 1200°C - 2000°C |
Выбор определяется балансом таких требований, как температура плавления, теплоемкость, стойкость к тепловому удару, изоляционная способность, химическая инерция и стоимость.
Области применения огнеупорных порошковых материалов
Металлургия и литейное производство
- Ковши, черпаки
- Насадки для промковшей
- Заливные горловины
- Кондиционеры для шлака
Высокотемпературная обработка
- Футеровка обогревательных приборов
- Керамические печи
- Инсинераторы
- Оболочка ядерного топлива
Химическая промышленность
- Трубки реформера
- Внутреннее устройство реактора
- Охладители сингаза
- Вспомогательные структуры катализатора
Производство электроэнергии
- Футеровка котлов
- Теплообменники
- Паровые трубы/клапаны
- Тепловые экраны
Аэрокосмическая и оборонная промышленность
- Ракетные гильзы
- Ракетные сопла
- Абляционные композиты
- Элементы печи
Технические характеристики и классы
| Атрибут | Типовые значения |
|---|---|
| Чистота | Более 98% |
| Загрязнение | Минимизация S, P, Si, Fe |
| Размер частиц | 10 мкм - 150 мкм |
| Фактор формы | 0.8 – 1 |
| Удельная площадь поверхности | 0,5 - 2 м2/г |
| Насыпная плотность | 0,6 - 2 г/см3 |
| Характеристики потока | Угол наклона <40° |
Широко используемые огнеупорные марки
| Класс | Описание |
|---|---|
| Таблетированный глинозем | Платиновая пудра, устойчивость к термическим ударам |
| Плавленый муллит | Алюмокремнезем, противостоит деформации ползучести |
| Карбид кремния | Высочайшая твердость, теплопроводность |
| Плавленый диоксид циркония | Прочность, высокая ионная проводимость |
| Нитрид бора | Выдающиеся диэлектрические свойства |
Огнеупорный порошок Поставщики материалов
| Компания | Расположение |
|---|---|
| Сен-Гобен | Глобальная |
| RHI Magnesita | Бразилия, Австрия, Китай |
| Кросаки Харима | Япония |
| Везувий | Европа, Соединенные Штаты |
| Morgan Advanced Materials | Великобритания, Соединенные Штаты Америки |
Ценовые сметы
| Класс | Цена за кг |
|---|---|
| Табулированный глинозем | $10-30 |
| Карбид кремния | $50-150 |
| Цирконий | $100-500 |
| Другие | $20-100 |
Экономия на масштабе влияет на стоимость, а индивидуальные композиции и строгие требования к качеству - на премию.
Плюсы и минусы
| Плюсы | Cons |
|---|---|
| Исключительная жаро-/коррозионная стойкость | Хрупкие механические свойства |
| Сверхвысокие температуры плавления | Чувствительные методы обработки |
| Выдерживают тепловой удар | Более высокая стоимость материалов |
| Пользовательский состав и свойства | Ограниченные форм-факторы |
| Обеспечение работы приложений в экстремальных условиях | Сложно дать полную характеристику |
Расширение границ термической стабильности необходимо для непрерывного развития технологий - огнеупорные порошки делают это возможным, несмотря на производственные препятствия.
Вопросы и ответы
Вопрос: В чем разница между огнеупорными порошками и огнеупорными кирпичами?
О: Кирпичи представляют собой предварительно сформированные консолидированные конструкции, а порошки - сырьевые материалы, позволяющие изготавливать специальные огнеупорные компоненты с помощью прессования/обжига или передовых методов аддитивного производства.
Вопрос: Все ли огнеупорные порошки можно печатать 3D-технологией AM?
О: Да - струйная печать на связующем и печать методом направленного энергетического осаждения доказала свою совместимость с большинством термостойких марок глинозема, диоксида циркония и карбида кремния для создания ранее невозможных огнеупорных геометрий.
Вопрос: Какой огнеупорный порошок обеспечивает самую высокую температуру эксплуатации?
A: Сверхчистые марки плавленого муллита и циркония надежно выдерживают температуру свыше 2000°C в самых сложных условиях эксплуатации печей, аэрокосмической и ядерной промышленности, где альтернативные материалы плавятся или разлагаются.
Вопрос: В чем разница между синтетическими и натуральными огнеупорными материалами?
О: Природное сырье, такое как боксит, магнезит и глина, должно подвергаться интенсивной переработке в точно контролируемые порошки, чтобы достичь повышенной однородности и экстремальной термостойкости, возможной при использовании синтетических рецептур.
Заключение
Цель данного руководства - предоставить целостный справочник по огнеупорным порошкам - специальным материалам, преодолевающим ограничения обычных металлов и сплавов в самых горячих и агрессивных промышленных средах за счет исключительной жаростойкости. Пожалуйста, свяжитесь с экспертом в этой области, чтобы обсудить возможность использования передовых огнеупорных марок для ваших конкретных потребностей в экстремальной обработке. Возможности простираются далеко.
