カーボンレンガの多孔性は何ですか？
カーボンレンガのサプライヤーとして、私はしばしば炭素レンガの多孔性について尋ねられました。多孔性は、炭素レンガの性能と適用に大きな影響を与える重要な特性です。このブログでは、カーボンレンガの気孔率、その影響、そしてそれが当社の製品とどのように関係するかを掘り下げます。
炭素レンガの多孔性を理解する
多孔性とは、材料内の細孔の体積の総体積に対する比率を指します。炭素レンガでは、これらの毛穴のサイズ、形状、分布が異なります。それらは、表面に接続された開いた毛穴に分類し、材料内で分離されたガスと液体、および閉じた細孔の通過を可能にします。
炭素レンガの毛穴の形成は、製造プロセス中に発生します。炭素質材料が加熱され、さまざまな物理的および化学的変化を受けると、ガスが放出され、空隙または毛穴が残ります。使用される原材料の種類、製造技術、および発火条件はすべて、結果として生じる多孔性に大きな影響を与えます。
炭素レンガの多孔性に影響する要因
原材料
原材料の品質と性質は、炭素レンガの多孔性を決定する上で基本的な役割を果たします。アントララサイト、コーラ、グラファイトなど、さまざまな種類の炭素質材料は、明確な固有の潜在性と反応性を持っています。たとえば、高固定炭素含有量を伴う無煙炭は、より揮発性の物質を持つ材料と比較して、比較的低い多孔性の炭素レンガをもたらす可能性があります。原材料に大量の不純物が含まれている場合、これらの不純物は発火中に分解し、追加の細孔を作成する可能性があります。
製造プロセス
カーボンレンガの製造方法は、気孔率に大きく影響する可能性があります。混合プロセスは非常に重要です。原材料が均一に混合されない場合、毛穴の不均一な分布につながる可能性があります。成形プロセスも重要です。粒子がより密接に詰め込まれているため、一般に、成形圧力が高くなると、多孔度が低くなります。発火プロセス中、加熱速度、最高温度、保持時間はすべて多孔性に影響します。遅い加熱速度により、ガスのより制御された放出が可能になり、多孔性の低減に役立ちます。
カーボンレンガの性能に対する多孔性の影響
化学耐性
炭素レンガの多孔性は、耐薬品性に直接影響します。開いた毛穴は、溶融金属、スラグ、ガスなどの腐食性物質の経路を提供し、レンガに浸透します。多孔性が高い炭素レンガは、これらの物質がより簡単にレンガの内部構造に到達できるため、化学攻撃の影響を受けやすくなります。たとえば、爆発炉では、高気孔性炭素レンガが熱いガスと溶融鉄によって急速に腐食し、炉の裏地の耐用年数が減少する可能性があります。
熱伝導率
気孔率は、炭素レンガの熱伝導率にも影響します。毛穴は空気で満たされており、熱の導体が貧弱です。その結果、多孔性が高い炭素レンガは、一般に熱伝導率が低くなります。高温炉の裏地などの一部のアプリケーションでは、熱損失を減らすために熱伝導率が低い場合があります。ただし、他の場合には、効率的な熱伝達が必要な場合、多孔性が低く、熱伝導率が高い炭素レンガが好まれます。
機械的強度
炭素レンガの機械的強度は、それらの多孔性と密接に関連しています。一般に、多孔性が増加すると、炭素レンガの機械的強度が低下します。毛穴の存在は、レンガの構造を弱め、設置、サーマルサイクリング、または上にある材料の重量にさらされるなど、機械的応力下で亀裂や噴出を起こしやすくします。
カーボンレンガの多孔性の測定
炭素レンガの多孔性を測定する方法はいくつかあります。一般的な方法の1つは、水 - 吸収方法です。この方法では、カーボンレンガの乾燥重量が最初に測定されます。次に、レンガが飽和に達するまで特定の期間水に浸します。その後、湿重量が測定されます。湿った状態と乾燥状態の重量の違いは、吸収を計算するために使用されます。別の方法は、水銀侵入ポロシメトリーです。これは、水銀を増加する圧力の下で毛穴に強制することにより、細孔サイズの分布と総多孔度を測定します。
私たちの炭素レンガと多孔性
カーボンレンガのサプライヤーとして、私たちは製品における多孔性の重要性を認識しています。高品質の原材料を慎重に選択し、高度な製造プロセスを採用して、炭素レンガの多孔性を制御します。当社の製品は、さまざまなアプリケーションの特定の要件を満たすように設計されています。
たとえば、私たち炭素耐火レンガ高温工業用炉で使用するための最適な多孔性を持つように設計されています。多孔性を制御することにより、これらのレンガが優れた耐薬品性、高い熱伝導率、および過酷な動作条件に耐えるのに十分な機械的強度を確保します。
私たちの窒化シリコン結合炭化シリコンレンガまた、正確な多孔性制御の恩恵を受けます。このタイプのレンガは、耐摩耗性と熱衝撃耐性が高い環境でよく使用されます。適切な多孔性は、化学攻撃に対する耐性と機械的損傷を改善するのに役立ちます。
同様に、私たちシリコン炭化物耐火レンガKILNライニングなどのアプリケーションでの性能を向上させるために、特定の多孔性範囲で設計されています。制御された多孔度は、レンガがその構造の完全性を維持しながら効果的に熱を伝達できるようにします。
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参照
- 「耐火物ハンドブック」、CRCプレス
- 「カーボンおよびグラファイトハンドブック：プロパティ、処理、アプリケーション」、Noyesの出版物
- アメリカの陶磁器協会およびその他の関連する学術源からのカーボンレンガの製造とプロパティに関するジャーナル記事。