耐火物は高温の工業用途に欠かせない。極端な温度、腐食、熱衝撃に耐えるように設計されています。これらの材料は、主に非金属物質または化合物と鉱物の組み合わせから作られています。例えば、アルミナ、耐火粘土、ボーキサイト、クロマイト、ドロマイト、マグネサイト、炭化ケイ素、ジルコニアなどがある。レンガ、コンクリート、繊維などさまざまな形で、炉、キルン、その他の高温装置に敷き詰められる。
4つの主要成分の説明耐火物が不可欠な理由
耐火物の組成
- 金属耐火物： モリブデン、タングステン、タンタルなどの耐火金属が含まれる。モリブデンは融点が高く、耐摩耗性、耐腐食性、耐変形性に優れています。モリブデンは、高温で抵抗率が著しく上昇するにもかかわらず、費用対効果が高いため、真空炉で特に人気がある。
- 非金属耐火物： 様々な鉱物や化合物から構成される。例えば、耐火粘土（含水ケイ酸アルミニウム）、マグネサイト（酸化マグネシウム）、シリカ（SiO2）、ジルコニアなどがある。それぞれの材料は、さまざまな産業用途に適した特定の特性を持っています。
用途と特性
- 耐火粘土： 安価で入手しやすいため広く使用されており、汎用の耐火れんが用途に適している。
- マグネサイト 耐久性には劣るが、石灰や鉄スラグに強く、冶金用途に適している。
- シリカ 高い機械的強度で知られるシリカは、ガラス製造や鉄鋼加工によく使用される。
- ジルコニア 熱および化学的安定性に優れ、高温および腐食性の環境に適している。
耐火物ライニング
- 目的 耐火物ライニングは、炉やキルンの鋼製シェルを高温や腐食性物質から絶縁するために使用される。装置の構造的完全性を保護し、効率的な熱分布を確保する。
- 組成： ライニングは耐火レンガ、鋳造耐火コンクリート、またはセラミックファイバーから作られます。材料の選択は、運転温度とプロセス材料の化学的性質に依存します。
- メンテナンスとモニタリング： ライニングの厚さは、通常80～300 mmです。赤外線スキャナーによる継続的な監視は、耐火物の破損を示す「ホットスポット」の検知に役立ち、タイムリーなメンテナンスを保証し、スチールシェルへの損傷を防ぎます。
選定基準
- 熱伝導率： 熱損失を最小限に抑えるため、耐火物は熱伝導率が低いことが望ましい。
- 耐食性： 耐食性は、特にスラグ形成が起こる環境では極めて重要である。スラグの種類（酸性、塩基性、中性）が耐火物の選択に影響する。
- 耐熱衝撃性： 材料は、ひび割れや劣化を起こすことなく、急激な温度変化に耐えなければならない。
- 設置およびメンテナンスの容易さ： 耐火物は、長期的な信頼性と費用対効果を確保するため、設置やメンテナンスが容易でなければならない。
要約すると、耐火物は多様であり、特定の産業ニーズに合わせて調整される。高温や腐食性の環境で最適な性能を発揮するために、さまざまな鉱物や化合物を組み合わせています。これらの材料の選択は、熱伝導性、耐腐食性、耐熱衝撃性、設置やメンテナンスの容易さなどの要素を考慮することが重要です。
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