12 / 90
12
Informationen zu Promat
Tepelně izolační materiály
Základy, klasifikace, výroba,
sortiment, vlastnosti a aplikace
1.
Obecné základy
Tepelně izolační materiály se vyrábějí
a používají jako druhá, v řadě případů
i první vrstva vyzdívky vysokoteplotních
agregátů a to především za účelem
snížení tepelných ztrát. U těchto materiálů
hrají svou úlohu především tepelná
vodivost a tepelná kapacita.
Tepelně izolační materiály mají běžně
celkovou pórovitost nad 45 %, v praxi
většinou od 60 do 90 %, v extrémních
případech až do 99 %. Mimoto nízká
tepelná vodivost a vysoká pórovitost
mají za následek nízkou mechanickou
pevnost, vysokou plynopropustnost
a nízkou odolnost proti korozi. Tepelná
vodivost nezávisí pouze na celkové
pórovitosti materiálu, ale také na velikosti
a tvaru pórů, struktuře materiálu
a mineralogickém složení. V závislosti
na teplotě mají na velikost tepelného
toku vliv další faktory: vodivost pevné
fáze, plynné fáze a radiace. Důležité je,
aby velikost pórů nebyla větší než 1 mm.
Nejnižší tepelnou vodivost mají mikro-
porézní materiály, které mají velikost
pórů pod 100 nm.
Odolnost proti teplotním šokům u lehkých
konstrukčních materiálů má velký vliv na
způsob aplikace. Materiály z vysokote-
plotních vláken obvykle vydrží několik
tepelných šoků a naproti tomu ostatní
lehké konstrukční materiály jsou na
tepelný šok citlivé.
V tabulce 1 je uveden přehled
nejdůležitějších skupin tepelně izolačních
materiálů.
Existuje několik metod, kterými se dají
připravit póry v tepelně izolačních
materiálech. Jsou to např. vyhořívání,
napěňování, foukání (probublávání)
a vnášení plynů následujícími procesy:
použití zplyňujících kapalin či pevných
látek, použití vláken nebo přírodních či
umělých zlehčujících přísad.
V pecích a vysokoteplotních zařízeních
bez mechanického zatížení a nebezpečí
koroze lze téměř všechny hutné
žárovzdorné materiály nahradit lehkými
tepelně izolačními materiály.
2.
Tepelně izolační a lehčené
žárovzdorné cihly
2.1. Tepelně izolační cihly
Termín „tepelně izolační cihly“ zahrnuje
ty tepelně izolační materiály, které jsou
používány do teploty 1000 °C a jsou
často mylně nazývány zadní izolací.
Tyto výrobky jsou vyráběny z lehčených
surovin vyskytujících se v přírodě
(křemelina, vermikulit, perlit). Tyto
materiály jsou zařazovány do skupiny
společně s lehčenými žárovzdornými
cihlami, které jsou vyráběny ze
žárovzdorných surovin.
Teoretické základy
Elektricky vytápěná komorová pec
vyzděná lehčenými žárovzdornými
cihlami PROMATON
®
a kalciumsili-
kátovými deskami PROMASIL
®
Teplota (°C)
Tepelná vodivost
λ
(W/m.K)
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
klidný vzduch
Graf 1: Závislost tepelné vodivosti na teplotě u různých druhů materiálů
Křivka Materiál Objemová hmotnost kg/m
3
1
mikroporézní izolační deska
300
2
deska z vysokoteplotních vláken 250
3
deska z minerálních vláken
150
4
kalciumsilikátová deska
250
5
lehčená žárovzdorná cihla
500
6
vermikulitová deska
400
7
lehčený žárobeton
800
8
lehčená žárovzdorná cihla
1040
Tabulka 1: Přehled tepelně izolačních materiálů
Materiál
Objemová hmotnost
Tepelná vodivost (W/m.K)
Rozsah
kg/m
3
400 °C
800 °C
1200 °C
°C
(křemelina, vermikulit, perlit)
350 - 700 0,12 - 0,23 0,19 - 0,30
–
750 - 1000
Lehčené žárovzdorné cihly
500 - 1400 0,13 - 1,30 0,17 - 1,20 0,23 - 1,10
1000 - 1800
Lehčené žárobetony
400 - 1400 0,13 - 0,90 0,17 - 0,95 0,45 - 1,00
900 - 1400
Materiály z vysokoteplotních
64 - 1500 0,08 - 0,45 0,15 - 0,45 0,29 - 0,72
600 - 1800
vláken
120 - 460
Kalciumsilikátové materiály
200 - 1650 0,10 - 0,54 0,17 - 0,49
–
1000
Mikroporézní materiály
150 - 350 0,03
0,06
–
900
Minerální pěny
200 - 800 0,12 - 0,30
–
–
650
Materiály z minerálních vláken
100 - 400 0,06 - 0,10 0,20 - 0,25
–
500 - 700
Tepelně izolační cihly
aplikačních teplot