Refraktori ringan ialah refraktori dengan kekonduksian haba yang rendah dan kapasiti haba yang rendah, juga dikenali sebagai refraktori penebat.
Refraktori ringan biasanya dicirikan oleh keliangan yang tinggi dan ketumpatan pukal yang rendah dan sering dirujuk sebagai refraktori penebat haba.
Secara tradisinya, refraktori ringan mempunyai rintangan hakisan yang lemah, kekuatan, dan rintangan lelasan, jadi ia biasanya tidak digunakan secara langsung sebagai bahan permukaan kerja, tetapi diletakkan di belakang permukaan kerja sebagai lapisan penebat. Namun begitu, semakin dekat bahan refraktori ringan dengan muka kerja, lebih baik kesan penebat habanya.
Dengan peningkatan keperluan penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan, pembangunan dan penyelidikan bahan refraktori ringan dengan kekuatan tinggi, rintangan suhu tinggi, dan rintangan hakisan, yang boleh digunakan terus di muka kerja, telah diberi penekanan secara meluas.
1. Klasifikasi Refraktori Ringan
Klasifikasi refraktori ringan boleh dibahagikan mengikut komposisi kimianya, gunakan suhu, kewujudan pelbagai bentuk, dan struktur mikro.
Mengikut komposisi mineral kimia yang berbeza, refraktori ringan boleh dibahagikan kepada bahan refraktori ringan alumina, bahan refraktori ringan alumina tinggi, mullite bahan refraktori ringan, bahan refraktori ringan silika, bahan tahan api ringan tanah liat, bahan refraktori ringan vermikulit dan bahan refraktori ringan bumi diatom.
Refraktori ringan juga boleh dibahagikan mengikut penggunaan suhu, penggunaan refraktori ringan ialah suhu di mana pengecutan pembakaran semula tidak lebih besar daripada 1% kepada 2%.
Bata Mullite Ringan
Mengikut penggunaan pembahagian suhu, refraktori ringan boleh dibahagikan kepada refraktori ringan suhu rendah (gunakan suhu <600 ℃), refraktori ringan suhu sederhana (gunakan suhu 600 ~ 1200 ℃), dan refraktori ringan bersuhu tinggi (gunakan suhu > 1200 ℃). Refraktori ringan bersuhu tinggi ialah bahan penebat haba yang paling biasa digunakan dalam tanur industri.
Mengikut kewujudan bentuk pembahagian, refraktori ringan boleh dibahagikan kepada serbuk berbutir, berbentuk, serat, dan refraktori ringan komposit.
Modul Gentian Mullit Polihabluran
Sebagai tambahan, mengikut ciri-ciri struktur, refraktori ringan juga boleh dibahagikan kepada jenis struktur berterusan fasa gas, jenis struktur berterusan fasa pepejal, dan jenis struktur berterusan fasa pepejal dan fasa gas.
2. Prinsip Penebat Haba Refraktori Ringan
Refraktori ringan disediakan oleh prinsip asas mengurangkan kekonduksian terma bahan.
Oleh kerana refraktori ringan mengandungi banyak lompang, bentuk pemindahan haba melalui refraktori ringan ialah fasa pepejal dan fasa gas pemindahan haba.
Bentuk fasa pepejal pemindahan haba adalah terutamanya pengaliran, manakala bentuk pemindahan haba fasa gas adalah lebih kompleks: haba dari zon suhu tinggi kepada proses dalaman bahan penebat, dalam proses menyentuh lubang udara sebelum peranan pengaliran haba berlaku dalam fasa pepejal.
Selepas menghadapi pori-pori, laluan pemindahan haba menjadi dua dan terus dipindahkan melalui fasa pepejal dan liang. Bagi bahagian pemindahan haba yang berterusan melalui fasa pepejal, jarak laluan pemindahan haba sangat meningkat disebabkan oleh perubahan arah pengaliran, i.e., rintangan haba menjadi lebih besar.
Haba yang dipindahkan melalui stomata adalah pengaliran melalui gas, pemindahan haba perolakan, dan pemindahan haba sinaran.
(1) Pengaliran haba: selalunya, kekonduksian terma gas adalah sangat kecil, dan kebanyakan gas dalam liang dalaman bahan refraktori ringan adalah udara. Kekonduksian terma udara jauh lebih kecil daripada bahan pepejal. Oleh itu, haba yang dijalankan melalui liang adalah sangat sedikit.
(2) Pemindahan haba perolakan: pemindahan haba perolakan berlaku terutamanya melalui aliran gas. Oleh kerana kebanyakan refraktori ringan di dalam liang adalah sangat kecil, aliran udara dalam liang akan sangat terhad, dan kadar aliran gas sangat kecil, jadi pemindahan haba juga sangat kecil.
Semakin kecil apertur pori, semakin kurang kecairan udara di dalam liang, dan semakin kecil jumlah cecair yang dipindahkan secara perolakan.
Apabila apertur liang lebih kecil daripada liang molekul gas dalam pergerakan julat bebas, molekul gas berhenti bergerak, tiada lagi haba melalui pemindahan perolakan gas.
(3) pemindahan haba sinaran: kerana kebanyakan gas pori refraktori ringan untuk udara, dan molekul gas kebanyakannya adalah N2 dan O2. ia adalah struktur molekul jenis dua atom simetri.
Molekul gas jenis ini menyerap dan memancarkan keupayaan sinaran agak lemah.
Oleh itu, pemindahan haba sinaran melalui liang terutamanya melalui dinding suhu tinggi liang ke dinding suhu rendah untuk sinaran. Tetapi secara umum, pemindahan haba sinaran melalui liang tidak begitu besar.
Dapat dilihat bahawa kewujudan liang pada keupayaan penebat haba refraktori ringan adalah sangat membantu, dalam banyak kes, reka bentuk bahan penebat haba adalah berpusat pada pengenalan liang untuk menjalankan.
