Τα πυρίμαχα τούβλα είναι τούβλα που έχουν κατασκευαστεί για να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα πυρίμαχα τούβλα, που ονομάζονται και πυρότουβλα, κατασκευάζονται με πυρίμαχα υλικά που έχουν υψηλό σημείο τήξης και είναι ανθεκτικά στη θερμική καταπόνηση. Ενώ η ικανότητα αντοχής στη θερμότητα είναι ο κύριος σκοπός τους, τα πυρίμαχα τούβλα έχουν επίσης χαμηλή θερμική αγωγιμότητα που τα καθιστά πιο ενεργειακά αποδοτικά από άλλα πυρίμαχα υλικά. Τα πυρίμαχα τούβλα χρησιμοποιούνται συχνότερα σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, αλλά υπάρχουν περιπτώσεις όπου οι μηχανικοί τα χρησιμοποιούν σε εφαρμογές χαμηλής θερμοκρασίας λόγω των μονωτικών ιδιοτήτων, της χημικής αντίστασης και της δομικής τους ακεραιότητας.
Τα πυρίμαχα τούβλα δεν υπόκεινται σε αποσύνθεση με θερμότητα, πίεση ή χημικά. Αποτελούν μέρος μιας μεγαλύτερης ομάδας ουσιών που η επιστήμη των υλικών ορίζει ως πυρίμαχο υλικό. Τα πυρίμαχα τούβλα αποτελούν μέρος του «σχηματισμένου» υποσυνόλου πυρίμαχων υλικών.
Κοινοί τύποι πυρίμαχων τούβλων
Τα πυρίμαχα τούβλα έχουν πολλές εφαρμογές, επομένως οι κατασκευαστές έχουν δημιουργήσει διαφορετικούς τύπους τούβλων για να αντέχουν σε συγκεκριμένες συνθήκες. Τα πιο κοινά υλικά που χρησιμοποιούν στην παραγωγή πυρότουβλων είναι η αλουμίνα, το πυρίτιο, η μαγνησία και η πυρόπηλος. Αναμειγνύονται σε διαφορετικές αναλογίες, αυτά τα υλικά δημιουργούν τους τρεις κύριους τύπους πυρίμαχων τούβλων: όξινα πυρίμαχα τούβλα, βασικά πυρίμαχα τούβλα και ουδέτερα πυρίμαχα τούβλα.
Παρατίθενται μερικοί από τους πιο συνηθισμένους τύπους πυρίμαχων τούβλων σε αυτές τις τρεις μεγάλες κατηγορίες.
Πυρότουβλα
Οι κατασκευαστές κατασκευάζουν πυρότουβλα χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό θρυμματισμένης αργίλου, άμμου, πυριτίου και αλουμίνας. Οι οικοδόμοι χρησιμοποιούν πυρότουβλα σε εφαρμογές μέτριας θερμοκρασίας όπως τζάκια, κλιβάνους, σόμπες και καμινάδες. Αντέχουν σε θερμότητα έως και 1600 βαθμούς Κελσίου. Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος πυρίμαχων τούβλων που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι.
Τούβλα υψηλής αλουμίνας
Τα τούβλα υψηλής αλουμίνας είναι ιδανικά για ρυθμίσεις υψηλής θερμοκρασίας όπως η χαλυβουργία και οι αποτεφρωτήρες επειδή έχουν καλή θερμική σταθερότητα και αντοχή στη χημική διάβρωση. Όπως υποδηλώνει το όνομά της, η αλουμίνα είναι το κύριο συστατικό στα τούβλα υψηλής αλουμίνας.
Τούβλα πυριτίου
Το πυρίτιο υψηλής καθαρότητας, ή διοξείδιο του πυριτίου, είναι το κύριο συστατικό των πυριτικών τούβλων. Αυτός ο τύπος πυρίμαχων τούβλων έχει υψηλό σημείο τήξης με αντοχή στη θερμοκρασία έως και 2000 βαθμούς Κελσίου. Αυτά τα τούβλα έχουν επίσης υψηλή αντοχή στο οξύ, επομένως είναι ιδανικά σε φούρνους υαλουργίας, φούρνους τήξης χαλκού και φούρνους χάλυβα ανοιχτής εστίας.
Τούβλα Μαγνησίας
Ο πυρόπηλος, ο οποίος αποτελείται από οξείδιο του μαγνησίου, είναι το κύριο συστατικό των τούβλων μαγνησίας. Οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτό το τούβλο κυρίως λόγω της αντοχής του στις σκωρίες, συμπεριλαμβανομένου του ασβέστη και των πλούσιων σε σίδηρο σκωριών. Αυτά τα τούβλα έχουν την ευρύτερη εφαρμογή στη βιομηχανία χάλυβα. Αντέχουν σε θερμοκρασίες έως και 2100 βαθμούς Κελσίου.
Τούβλα χρωμίου
Οι κατασκευαστές κατασκευάζουν τούβλα χρωμίου χρησιμοποιώντας πυρίμαχο πηλό που περιέχει χρώμιο σιδηρομετάλλευμα, οξείδιο του σιδήρου, βωξίτη και πυρίτιο. Αυτά τα τούβλα έχουν τη μεγαλύτερη εφαρμογή σε διαβρωτικά περιβάλλοντα. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει συγκεκριμένες περιοχές σε κλίβανο ή φούρνο. Μπορούν να αντισταθούν σε θερμοκρασίες έως και 2000 βαθμούς Κελσίου.
Τούβλα άνθρακα
Τα τούβλα άνθρακα είναι ένας τύπος ουδέτερου πυρίμαχου τούβλου που αποτελείται από άνθρακες υψηλής ποιότητας, συμπεριλαμβανομένου του ανθρακίτη, του κωκ, του γραφίτη και ενός συνδετικού παράγοντα. Τα τούβλα άνθρακα έχουν εξαιρετική αντοχή σε κραδασμούς, χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και διάβρωση. Η κύρια εφαρμογή των τούβλων άνθρακα είναι για τη μεταλλουργική βιομηχανία.
Τούβλα ζιρκονίας
Τα τούβλα ζιρκονίας είναι ένας τύπος τούβλου πυρίμαχου σε οξύ και αποτελούνται από διοξείδιο του ζιρκονίου. Αυτά τα τούβλα έχουν εξαιρετική αντοχή σε κραδασμούς και χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Οι σχεδιαστές χρησιμοποιούν αυτά τα τούβλα όπου οι γρήγορες αλλαγές στη θερμοκρασία απαιτούν τη σταθερότητά τους. Αυτές οι εφαρμογές περιλαμβάνουν μεταλλουργικούς κλίβανους, γυάλινους κλίβανους και κεραμικούς κλιβάνους.
Μονωτικά Τούβλα
Τα μονωτικά τούβλα κατασκευάζονται από πορώδη υλικά, επομένως είναι ελαφριά πυρίμαχα τούβλα. Έχουν επίσης χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, επομένως είναι ιδανικά για την ελαχιστοποίηση της απώλειας θερμότητας. Σε σύγκριση με τα πυρότουβλα, αυτά έχουν μικρότερη πυκνότητα και υψηλότερη θερμική αντίσταση. Υπάρχει μεγάλη ποικιλία από μονωτικά πυρίμαχα τούβλα. Τα μονωτικά τούβλα είναι συχνά μια οικονομικά αποδοτική επιλογή σε σύγκριση με άλλα πυρίμαχα τούβλα.
Ποιότητες και χαρακτηριστικά πυρίμαχων τούβλων
Η ποιότητα και τα χαρακτηριστικά του υλικού που σχηματίζει τα πυρίμαχα τούβλα τους επιτρέπουν να ευδοκιμούν σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.
Υψηλό σημείο τήξης – Τα υλικά που αποτελούν τη βάση των πυρίμαχων τούβλων όπως το πυρίτιο, ο άνθρακας, η αλουμίνα, η ζιρκόνια, η μαγνησία και το οξείδιο του χρωμίου έχουν όλα υψηλό σημείο τήξης. Η σύνθεση αυτού του υλικού βάσης επιτρέπει στα τούβλα να διατηρούν τη δομική τους ακεραιότητα σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. Θερμική σταθερότητα – Τα πυρίμαχα τούβλα μπορούν να αντέξουν τις γρήγορες αλλαγές θερμοκρασίας χωρίς να ραγίσουν ή να σπάσουν. Αυτή είναι μια πολύτιμη ποιότητα σε εφαρμογές όπως οι βιομηχανίες γυαλιού, χάλυβα και κεραμικής όπου η θέρμανση και η ψύξη αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της παραγωγικής διαδικασίας. Χημική αντοχή – Ορισμένα πυρίμαχα τούβλα διατηρούν τη δομική ακεραιότητα όταν εκτίθενται σε χημικές ουσίες. Αυτό τα καθιστά πολύτιμα σε εφαρμογές που εκτίθενται στην παρουσία διαβρωτικών παραγόντων και σκωριών. Θερμομόνωση – Ορισμένα πυρίμαχα τούβλα έχουν χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Αυτό τους επιτρέπει να ελαχιστοποιούν τη μεταφορά θερμότητας, να μειώνουν την απώλεια ενέργειας και να διατηρούν τη σταθερότητα της θερμοκρασίας. Τα πυρίμαχα τούβλα όπως τα μονωτικά τούβλα παρέχουν αποτελεσματική μόνωση σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας. Μηχανική αντοχή – Τα πυρίμαχα τούβλα είναι δομικά σταθερά, γεγονός που τους επιτρέπει να αντιστέκονται στο ράγισμα και την καταπόνηση κατά τη συνεχή χρήση και φθορά. Αντοχή στην τριβή – Πολλές από τις εφαρμογές για πυρίμαχα τούβλα τα υποβάλλουν σε ρέοντα υλικά ή μηχανικές ενέργειες. Αυτά τα τούβλα μπορούν να αντέξουν αυτή τη συνεχή τριβή, ώστε να διαρκέσουν περισσότερο με μεγαλύτερη δομική ακεραιότητα. Πορώδες/Πυκνότητα – Συγκεκριμένοι τύποι πυρίμαχων τούβλων έχουν διαφορετικά επίπεδα πορώδους που καθορίζει την ικανότητά τους να αντιστέκονται στη διείσδυση αερίου ή υγρών. Τα πυκνά τούβλα έχουν υψηλότερο επίπεδο αντοχής σε αέρια και χημικά, αλλά τα πορώδη τούβλα έχουν μεγαλύτερες δυνατότητες μόνωσης. Δομική ακεραιότητα – Τα πυρίμαχα τούβλα διατηρούν το σχήμα τους στα πιο σκληρά χημικά και υψηλότερης θερμοκρασίας περιβάλλοντα. Αυτή η ποιότητα εξασφαλίζει τη μακροζωία της πυρίμαχης επένδυσης.
Εφαρμογές για Πυρίμαχα Τούβλα
Οι ιδιότητες των πυρίμαχων τούβλων σημαίνουν ότι λειτουργούν για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών που περιλαμβάνουν υψηλές θερμοκρασίες και σκληρές συνθήκες.
Χαλυβουργία
Η βιομηχανία χάλυβα είναι ο κύριος χρήστης πυρίμαχων τούβλων σε εφαρμογές όπως υψικάμινοι, χαλύβδινες κουτάλες και μετατροπείς χάλυβα. Πυρίμαχα τούβλα επενδύουν τους τοίχους, τις στέγες και τα δάπεδα αυτού του εξοπλισμού για να τους δώσουν την ικανότητα να αντέχουν τις υψηλές θερμοκρασίες και τις χημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται στην παραγωγή χάλυβα.
Βιομηχανία Γυαλιού
Τα πυρίμαχα τούβλα χρησιμοποιούνται σε κλιβάνους υαλουργίας και σε δεξαμενές τήξης γυαλιού. Παρέχουν μόνωση και αντοχή στις διαβρωτικές ιδιότητες του λιωμένου γυαλιού. Τα πυρίμαχα τούβλα διατηρούν επίσης τη δομική τους ακεραιότητα κατά τη διάρκεια των μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών που υπάρχουν στη θέρμανση και την ψύξη του γυαλιού.
Βιομηχανία μη σιδηρούχων μετάλλων
Η βιομηχανία μη σιδηρούχων μετάλλων αναφέρεται σε μέταλλα που δεν περιέχουν σίδηρο ή έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο. Τα πυρίμαχα τούβλα είναι κοινά στη βιομηχανία μη σιδηρούχων μετάλλων, επειδή αυτά τα μέταλλα έχουν υψηλό σημείο τήξης, διαβρωτικά χημικά απόβλητα και ένα ευρύ φάσμα διακριτών ιδιοτήτων που απαιτούν τούβλα με ευελιξία.
Πετροχημική Βιομηχανία
Οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν πυρίμαχα τούβλα σε εφαρμογές για μονάδες καταλυτικής πυρόλυσης και κλιβάνους αιθυλενίου που είναι κοινές στην πετροχημική βιομηχανία. Τα πυρίμαχα τούβλα έχουν ισχυρή αντοχή στη διάβρωση και την τριβή και τη χημική σταθερότητα που απαιτείται για τη διασφάλιση της μακροζωίας των κλιβάνων. Διαθέτουν επίσης τη θερμομόνωση που απαιτείται για τον έλεγχο των θερμοκρασιών, τη βελτιστοποίηση της απόδοσης της διαδικασίας και τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου.
Βιομηχανία Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας
Οι μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν πυρίμαχα τούβλα για την επένδυση λεβήτων, αποτεφρωτηρίων και άλλου εξοπλισμού υψηλής θερμοκρασίας. Αυτό παρέχει μόνωση για αυτόν τον εξοπλισμό και προστατεύει ευαίσθητα μηχανήματα και κατασκευές από υψηλές θερμοκρασίες.
Κεραμική και Τσιμεντοβιομηχανία
Τα εργοστάσια κεραμικής και τσιμέντου χρησιμοποιούν πυρίμαχα τούβλα για την επένδυση κλιβάνων για το ψήσιμο κεραμικών, αγγείων, τούβλων και τσιμεντόλιθων.
Χυτήρια
Τα χυτήρια χρησιμοποιούν πυρίμαχα τούβλα σε κλιβάνους και χωνευτήρια που χρησιμοποιούνται για την τήξη και την έκχυση λιωμένων μετάλλων.
Φυσικές Ιδιότητες Πυρίμαχων Τούβλων
Σχήμα – Τα πυρίμαχα τούβλα έχουν συνήθως τετράγωνο ή ορθογώνιο σχήμα. Αυτό επιτρέπει την εύκολη στοίβαξη, ευθυγράμμιση και σταθερότητα. Υπάρχουν επίσης εξειδικευμένα σχήματα τούβλων όπως κυκλικά, τόξα ή σφήνες για συγκεκριμένες εφαρμογές. Μέγεθος – Τα πυρίμαχα τούβλα διατίθενται σε διάφορα αλλά τυποποιημένα μεγέθη για να εξασφαλιστεί η ευκολία εγκατάστασης. Μια τυπική διάσταση πυρίμαχου τούβλου είναι 9 x 4,5 x 2,5 ίντσες (ΜxΠxΥ) ή 230 mm x 115 mm x 75 mm. Βάρος – Το βάρος των πυρίμαχων τούβλων ποικίλλει ευρέως ανάλογα με το ακριβές υλικό που χρησιμοποιείται για το τούβλο. Συνήθως, τα μονωτικά τούβλα είναι τα ελαφρύτερα πυρίμαχα τούβλα και κυμαίνονται μεταξύ 2,2 lb-6,6 lb (1kg-3kg) ανά τούβλο. Τα τούβλα χρωμίου είναι βαριά λόγω της πυκνής τους σύνθεσης. Κυμαίνονται από 8,8 λίβρες-17,6 λίβρες (4 κιλά-8 κιλά) ανά τούβλο. Χρώμα – Το χρώμα των πυρίμαχων τούβλων κυμαίνεται ανάλογα με το υλικό. Τα κοινά χρώματα περιλαμβάνουν το ανοιχτό κίτρινο, το μπεζ, το ανοιχτό γκρι, το υπόλευκο και το μαύρο. Υφή επιφάνειας – Τα πυρίμαχα τούβλα είναι συμπαγή και συμπαγή. Μπορούν να έχουν λεία, ελαφρώς τραχιά ή ανάγλυφη επιφάνεια ανάλογα με τη μέθοδο κατασκευής ή τον τύπο τούβλου. Μοτίβο επιφάνειας – Μερικά πυρίμαχα τούβλα έχουν σχέδια ή σημάδια στην επιφάνειά τους λόγω της διαδικασίας κατασκευής. Αυτές οι σημάνσεις μπορούν να βοηθήσουν στην ευθυγράμμιση κατά τη φάση της εγκατάστασης. Αντοχή σε θλίψη – Η αντοχή σε θλίψη των πυρίμαχων τούβλων ποικίλλει ανάλογα με το υλικό τους. Γενικά, τα πυρίμαχα τούβλα έχουν αντοχή σε θλίψη που κυμαίνεται από μερικές εκατοντάδες λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi) έως αρκετές χιλιάδες (psi). Τα μονωτικά τούβλα έχουν τη χαμηλότερη αντοχή σε θλίψη στα 300 psi έως 2.000 psi. Τα τούβλα χρωμίου έχουν την υψηλότερη αντοχή σε θλίψη από 10.000 psi έως 30.000 psi. Απορρόφηση υγρασίας – Οι μηχανικοί σχεδιάζουν πυρίμαχα τούβλα για να έχουν χαμηλή απορρόφηση υγρασίας για να ελαχιστοποιήσουν τις αρνητικές επιπτώσεις τους στην απόδοσή τους. Όπως όλες οι φυσικές ιδιότητες, η απορρόφηση εξαρτάται από το ακριβές υλικό του πυρίμαχου τούβλου αλλά όλα έχουν ποσοστό απορρόφησης υγρασίας μεταξύ 1%-6%. Τα μονωτικά τούβλα, λόγω της πορώδους φύσης τους, έχουν το υψηλότερο εύρος απορρόφησης, που κυμαίνεται μεταξύ 2%-6%.
Αν σας αρέσει η σελίδα μας παρακαλούμε μοιραστείτε με τους φίλους σας & Facebook
