→ 长短不齐混杂在一起，体积密度小，填充性能好。
2．纤维毡 将纤维交错粘压，成为具有一定强度 的毡制品，加结合剂（亦可不加），纤维毡可作 为高温板材，施工时无需留膨胀缝，毡的宽度通 常为600～900或120mm，成板状或圆筒状，也可根 据施工要求确定尺寸。
→
3．湿纤维毡 纤维毡用胶状的铝质和硅 质无机结合剂浸渍，装入塑料袋中，使其呈 湿润状态贮存。施工时可根据需要，剪裁， 切割成各种不同形状。
第十章 隔热耐火材料
第一节 概述 隔热耐火材料：高温下具有隔热功能的材料，特点 是气孔率高、体积密度低、热导率低，又叫轻质耐 火材料。
一、分类 按使用温度： 低温隔热材料＜900℃：硅藻土砖、石棉砖； 中温隔热材料900～1200℃：蛭石、轻质粘土砖； 高温隔热材料＞1200℃：轻质刚玉砖。
按使用方式：直接向火；非直接向火 按体积密度：一般轻质 (体积密度0.6～1.0g／ cm3)； 超轻质 (体积密度0.3～0.4g／cm3) 按生产方法：可燃加入物法；泡沫法和化学法。 按原料：粘土、高铝、硅质、镁质等轻质砖。
（6）装窑和烧成
采用侧装，要求平、稳、直，层层铺以稻壳， 砖坯间应留手缝。
装窑高度一般在1.5～1.8m，体积密度小于 0.6g/cm3 的制品不超过1.2m，并装在窑内低 温部位。
制品在侧焰窑或隧道窑烧成时应力求窑温均 匀，最高烧成温度因漂珠、粘土的质量及制 品体积密度而异。
空心球及其制品
纤维在高温下：
1)通过空隙的辐射传热；
2)因温度梯度产生的气体自然对流；
3)强制对流传热的影响，在体积密度低的部分热导 率有增大倾向。
三、耐火纤维生产方法 1、熔融法 熔融喷吹法 熔融甩丝法 熔融高速离心法 2、胶体法 还有载体法、先验体法、平晶拉丝法、化学法
等。
熔融喷吹法是将原料在高温炉内熔化成胶体，
同时以压缩空气喷吹熔液流股，由于熔液粘 度和表面张力的作用，熔液在喷吹和冷凝过程 中形成了包裹空气的空心球，经收集筛选，将 其按不同粒子分别存放备用。
第三节 耐火纤维
耐火纤维是指使用温度在1000～1100℃以 上的纤维材料。
一 纤 维 的 分 类 及 使 用 温 度
二、纤维的性质
•非晶质硅酸铝纤维A12O3含量波动于45～65％， A12O3含量越高，耐火性提高。 •非晶质硅酸铝质纤维再加热时产生莫来石和方石 英析晶。
（2）配料 产品体积密度不同，漂珠加入量也不同，一般 波动在10％～70％之间，产品体积密度越小，加 入量越多。
在配料中加入部分粘土熟料细粉，以减少由于 漂珠变形产生的体积收缩。
为减少漂珠用量，提高半成品强度和降低烧成 收缩加入适量锯木屑。
（3）混练
按漂珠、锯木屑、结合剂、水、粘土及熟料细 粉的顺序加入。混练5～6min，借以获得以漂珠 或锯木屑为核心，外包括结合剂和粘土，最外 层为干粉料的泥料。
将漂珠、熟料细粉、结合粘土和锯木屑等加入 机内，干混2～3min后加水和结合剂，湿混3～ 4min。
混练好的泥料困料12～24h后便可成型。
（4）成型
多采用手工或机压成型，机压成型 应采用150～300kN压砖机。
（5）干燥
成型后的砖坯可用隧道干燥器或在大坑干燥。 砖坯由于含水量较大，进隧道干燥器的入口温 度不超过50℃，出口温度不超过150℃。干燥 后砖坯的残余水分应控制在2％以下。
体积密度0.3～1.5g/cm3的产品，生产量占 隔热耐火砖一半以上。
粘土质隔热耐火砖常用的生产工艺是加漂珠 的烧尽加入物法，也可用泡沫法工艺。
（1）原料 结合剂 锯末屑
原料 耐火粘土、粘土熟料、漂珠
结合剂 耐火粘土、亚硫酸纸浆废液、硫酸铝、 水玻璃、磷酸及磷酸盐，糊精，树脂
锯末屑 粒径应小于1～2mm
←
（5）烧成
用侧码装窑，用硅砖搭架，将砖坯码在架 内，码架高度不应超过1.6m. 根据制品体 积密度大小和Al2O3含量的高低确定装窑部 位和止火温度。止火温度通常为1320～ 1380℃，保温时间5～8h。
←
2.2 轻质粘土制品的生产
粘土质隔热耐火砖以耐火粘土为主要原料 制成的Al2O3含量30％～48％的隔热耐可燃物加入法） 在制砖的泥料中加入容易烧尽的可燃物，如炭末、 锯木屑等，使制品在烧成后具有一定的气孔。 2)泡沫法 在制砖的泥料中加入泡沫剂，如松香皂等，并以机 械方法使之起泡，经烧成后获得多孔的制品。
3) 化学法
利用能适当产生气体的化学反应，在制砖工艺过 程中获得一种多孔的制品，通常用白云石或方镁石加 石膏，以硫酸作发泡剂。
2、按材料的显微结构，隔热耐火材料可分为 哪几种类型？
3、隔热耐火材料热传递方式？研制新型高效 隔热耐火材料应考虑的原则有哪些？
4、简述轻质粘土砖的生产工艺。
5、简述轻质高铝砖的生产工艺。
耐高温、保温性能好 较好的热震稳定性 较高的强度
氧化铝空心球
原料 工业氧化铝 设备 电弧炉
❖熔池用石墨制品或其他耐火材料砌成，边缘上砌 一个流口
❖在流口外侧安装一个压缩空气用喷嘴，喷嘴以管 道与压缩空气装置连接；
❖炉体可以倾动； ❖电极为石墨制品
在熔池内加入工业氧化铝后即可送电熔融当 熔液温度达到或高于2200℃时，熔液翻滚，即 倾动炉体，使熔液流出；
←
←
胶体法
胶体制备 把金属铝粉按一定比例溶解到氯化铝
水溶液中制成透明的溶液，获得的溶液叫母液，制取母 液的过程叫溶铝；配入硅溶胶制成胶体
胶体纤维化
热处理
四、硅酸铝质耐火纤维
以耐火粘土熟料（焦宝石）制成的玻璃纤 维态隔热耐火材料又称普通硅酸铝纤维
特别要控制Fe2O3、K2O、Na2O的含量。 一般要求Al2O3 43％～54％，SiO2 47％～ 53％，Fe2O3<1.2％。
4）多孔材料法
用天然的硅藻土或人造的粘土泡沫熟料、氧化铝或 氧化锆空心球等多孔原料制取轻质耐火砖。
5) 自分解原位形成法 Al(OH)3+煤矸石 Al(OH)3+ 菱镁矿
2.1 高铝质隔热耐火砖
高铝质隔热耐火砖，主要采用铝矾土原料， 结合粘土作原料
掺入结合剂和锯木屑 为了提高产品性能，添加工业氧化铝、刚
玉、硅线石、蓝晶石、硅石的细粉 通常使用温度1250～1350℃，有的可达
1550℃。
高铝质隔热砖多用泡沫法生产，制品的 体积密度在0.4～1.0g/cm3之间，也可采用 烧尽加入物法制造。
用泡沫法生产包括泡沫剂的制备、泡沫泥 浆的调配、成型、干燥和烧成五部分。
1 2
3 4 5
→
（1）泡沫剂的制备
大多数为声子导热；高温光子导热加剧
由于耐火材料的成分和组织结构不同，只能说耐火材 料的导热集分子、电子、声子、光子导热与一身，以后 两种方式为主。
四、相分布与热导率的关系
其热导率与材料的化学—矿物组成、结晶状态、显微结构有关， 还与各相的相分布、含量、排列、取向等有关。
五、热传递方式及研制新型高效隔热耐火材料的原则 ☆方式 a 传导 (1)固相传导
4．纤维带 制造时在硅酸铝纤维中加入 5～10％有机纤维或结合剂，或者只加入无机 结合剂。前者在常温使用时能保持其强度与 挠曲性，后者缺乏挠曲性。生产方法与一般 造带法相近、亦用造带机生产。
→
轻质隔热耐火材料
陶瓷纤维棉
隔热耐火砖
←
陶瓷纤维板
陶瓷纤维纸
←
陶瓷纤维带、绳、线
陶瓷纤维毯
1、什么是隔热耐火材料？有哪些分类标准？
(2)气相传导 b 辐射 (1) 气孔或空隙
(2) 纤维或骨料、基质颗粒 (3) 二次辐射 c 对流
☆原则
(1) 纤维:高的反射或散射，热导率小，直 径细，最佳排列取向
(2) 骨料和填料：热导率小，微孔多。避免 贯通气孔；强辐射吸收；颗粒尺寸小
(3) 添加阻光剂
六、热导率与温度、体积密度和气孔大小的关系 a 与温度成直线关系； b 与体积密度成直线关系 ； c 与气孔率成反比关系； d 大气孔导热高。
原料加工
把焦宝石破碎加工成小于3mm颗粒 配料中加入少量添加剂,如硼砂和氧化铝
熔化
耐火纤维配合料采用电炉作为熔化设备， 熔化温度在2000℃～2200℃，电炉可用电 弧炉和电阻炉。
成纤
喷吹 离心甩丝
六、耐火纤维制品及性能
1．棉 可作为填充物及隔热材料，直接用于热工 窑炉。另外，棉也是加工制品的主要原料。纤维
←
（4）干燥
浇注后带模在40℃左右下干燥18～20h，待 砖模周边拉开3～5mm缝隙时脱模，继续进 行干燥，这时温度可以提高到80～90℃；如 果在隧道干燥窑中干燥，入口温度不应超过 40℃，出口温度不应超过150℃。
干燥是关键工序，如果控制不当，将会出现 裂纹，底酥、凹心、粘膜、掉棱角等废品
将松香（31％），NaOH（6.1％），水（62.9％） 的混合物放入耐碱侵蚀的加热器中，加热到 70～90℃，松香全部溶解皂化。
冷却后在0.147mm筛网上用盐水洗涤3～4次， 然后再用清水冲洗1～2次，使pH值达到8～9即 得到浅黄色膏状松香皂。
将松香皂加入到热胶水中 搅拌均匀便成松香皂 泡沫剂。
三、类型 1、颗粒型（一般隔热砖，漂珠砖，空心球砖） 2、纤维型（非晶纤维，多晶纤维，单晶纤维，复
合多相） 3、纤维—颗粒型（纤维和耐火骨料加工而成） 4、多层反射复合型（由纤维或陶瓷涂层与金属的
反射屏多层复合而成） 5、轻质散状料（轻质隔热颗粒组成的填充料层）
二、隔热原理 晶相、非晶相等固相和气相的多相体系，其热传 递的起因和过程极其复杂。
返回
（2）泡沫泥浆的调制
将经过细粉碎的结合粘土，高铝矾土熟料 以及筛分好的锯末屑，按配比与水搅拌而 制成泥浆。
←
（3）成型
砖模可采用木模或金属模，砖模工作面要 求光滑并涂润滑剂，将砖模放在有垫纸的 干燥板上，注入泡沫泥浆。为了防止制品 产生大气泡而影响组织结构，注浆应缓慢 进行并在模内将泥浆翻拌或震动以便排气， 然后用木板刮掉余浆。