耐火纤维的生产及应用.pdf

耐火纤维的生产与应用 蔡顺龙 杭州宏达晶体纤维有限公司 耐火纤维的发展概况 耐火纤维是属不定型耐火隔热材料，它具有容重轻、导热系数小、抗热震性好、使用方 便、节能效率高等特点。自1941年美国BW公司首次制成高岭土耐火纤维以来，耐火纤维 以其高效的节能效益在工业窑炉中被得到了广泛的应用，生产技术、产量、品种及用途也得 到了较快的发展，取得了很大的成就。 目前国内外生产的耐火纤维主要有两大类：陶瓷纤维(玻璃态)和多晶纤维(晶体态)。 陶瓷纤维的品种国际上通常是按牌号温度(亦称分类温度)进行分类的，其等级有1050、1260、 1400，国内也有按硅酸铝纤维、高铝纤维、含锆纤维等进行分类。牌号温度不是安全使用温 度，在氧化气氛炉中使用要降低200．300C，在还原气氛炉中使用要降低300-400℃。多晶纤 维的分类有：多晶莫来石纤维、多晶氧化铝纤维、多晶氧化锆纤维，多晶莫来石纤维和多晶 氧化铝纤维的的安全使用温度为1650℃，多晶氧化锆纤维的安全使用温度为1800C。． 陶瓷纤维的生产与应用已很普遍，产量也很大，国内具有代表性的几大厂家，年产量都 在3000-5000吨左右，产品主要应用于1250℃以下的各种工业窑炉。多晶纤维由于其技术含 量高，生产工艺复杂，在国外也只有少数几个工业发达的国家才能生产，如英国的I(2I公司、 美国的联合碳化硅公司、日本的三棱化学公司等。我国多晶莫来石耐火纤维的研制和生产是 从80年代初开始的，其初期技术的开发与应用得到了原国家经委科技局、能源局、冶金工业 部科技司的大力支持，历经25年的发展，我国多晶莫来石纤维的各项技术指标已达到了国际 先进水平，并已在冶金、电子、陶瓷、玻璃、化工、军工等高温工业窑炉得到了成功应用。 杭州宏达晶体纤维有限公司是国内规模最大、最具代表性的多晶莫来石耐火纤维的专业生产 厂家，年产量在500吨以上，并与原轻工部上海玻璃搪瓷研究所(现属上海东华大学)共同 承担了国家“九五”重点科研攻关项目——“多晶纤维复合制品的研究与在高温炉窑上的应 用开发”。多晶纤维的开发与应用，弥补了陶瓷纤维不能在1300C以上使用的缺点，开拓了 1300C一1700C更为广泛的高温应用领域。 二．耐火纤维的生产工艺与理化性能 1．玻璃态耐火纤维 玻璃态耐火纤维的制取采用高温熔融法，其方法是用电阻炉(早期用电弧炉)将原料熔 化成液体，同时，液体以细流股流出，并被压缩空气喷吹成纤维。但现已大都采用离心甩丝 法制取纤维，即将熔融料的高温液体浇注在高速旋转的辊子上，靠离心力将液体甩成纤维。 采用离心甩丝法生产的纤维，质量要高于喷吹法。其丝长、渣球含量少。制成的纤维叫作纤 维原棉，可制成各种纤维制品，如毯、毡、板、绳、真空成型制品及各种预制组件。玻璃态 纤维制取工艺流程如下图1。 ql 喷蜘丝 图1玻璃态纤维制取工艺 玻璃态耐火纤根据氧化铝含量的不同，主要可分为四种：普通硅酸铝纤维、高纯硅酸铝 纤维、高铝纤维、含锆纤维。其主要理化性能指标见表1。 表1玻璃态纤维的理化性能 长期 析晶量％ 纤维类别 A]203 Si02 媳 高温收缩率％ 使用 (． 100℃X500h) (1150CX 含量％ 含量％ 6h) 温度℃ 莫来石 方石英 玻璃相 普通硅酸铝 45 50 3．6 l000 50 16 34 高纯硅酸铝 48 5l 2．6 1100 50 lO 40 高铝型 58 41 2 1150 40 13 37 含锆型 35 50