陶瓷纖維廣泛應用于各類(lèi)熱工窯爐的絕熱耐高溫材料,由于其容重大大低于其他耐火材料,因而蓄熱很小,隔熱效果明顯,作為爐襯材料可大大降低熱工窯爐的能源損耗,在節能方面為熱工窯爐帶來(lái)了一場(chǎng)革命。另一方面它的應用技術(shù)和方法對熱工窯爐的砌筑同樣帶來(lái)了一場(chǎng)革命。
1.使用現狀
陶瓷纖維最早出現在1941年,美國巴布、維爾考克斯公司用天然高嶺土,用電弧爐熔融噴吹成纖維。20世紀40年代后期,美國兩家公司生產(chǎn)硅酸鋁系列纖維,并首次應用于航空工業(yè);20世紀60年代,美國研制出多種陶瓷纖維制品,并用于工業(yè)窯爐壁襯。20世紀70年代,陶瓷纖維在我國開(kāi)始生產(chǎn)使用,其應用技術(shù)在20世紀80年代得到迅速推廣,但主要適用溫度范圍在1000℃以下,應用技術(shù)相對簡(jiǎn)單落后。進(jìn)入20世紀90年代以后,隨著(zhù)含鋯纖維和多晶氧化鋁纖維的推廣應用,使用溫度提高到1000℃~1400℃,但由于產(chǎn)品質(zhì)量缺陷和應用技術(shù)的落后,應用領(lǐng)域和應用方式都受到局限。如多晶氧化鋁纖維不能制做成纖維毯,產(chǎn)品規格單一,以散棉、纖維塊為主,雖然是用溫度有所提高,但是強度很差,限制了使用范圍,也縮短了使用壽命。
含鋯纖維是用熔融法生產(chǎn)的一種用途廣泛、成本較低的硅酸鋁纖維,可大量用作砌筑各種熱工窯爐的熱面全纖維爐襯,目前國內產(chǎn)品在這方面的質(zhì)量和應用開(kāi)發(fā)還相對落后,現在國外出現了含鉻纖維,使用溫度比含鋯纖維更高,國內還沒(méi)有這方面的報道。
2.種類(lèi)及用途
陶瓷纖維的品種主要有:普通硅酸鋁纖維、高鋁硅酸鋁纖維、硅酸鋁纖維(Cr2O3、ZrO2)、多晶氧化鋁纖維和多晶莫來(lái)石纖維等。近年來(lái),國外已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)(或正在開(kāi)發(fā))一些新的陶瓷纖維品種,如鎂橄欖石纖維、陶瓷纖維(SiO2-CaO-MgO系和Al2O3-CaO系)等。陶瓷纖維棉、氈、毯、模塊、紙、布、帶、繩等。
陶瓷纖維毯(纖維模塊):多采用自熔式、連熔連甩生產(chǎn)工藝制成甩絲長(cháng)纖維,經(jīng)雙面針刺使纖維交織而成,可直接作為火焰熱面,集耐火、隔熱、保溫于一體,在中性、氧化性及偏還原性氣分中長(cháng)期使用,仍能保持良好的強度、韌性。采用這種纖維毯制成的纖維模塊不含結合劑,熱穩定性好,廣泛應用于石化、冶金、電力等保溫耐熱領(lǐng)域。
陶瓷纖維板:由陶瓷纖維及結合劑、添加劑,經(jīng)過(guò)制漿、成型、固化、干燥等工序制成。陶瓷纖維板柔韌性好、易切割、強度高,是一種低導熱率、低蓄熱量的新型節能環(huán)保產(chǎn)品,廣泛應用于各種加熱設備的墻、頂等部位背襯,屬重質(zhì)耐火材料。
陶瓷纖維布、帶:主要應用于防火門(mén)、工業(yè)窯爐隔熱、高溫管道及容器的隔熱。
陶瓷纖維繩:主要應用于各種工業(yè)窯爐的膨脹縫、高溫管道的纏繞保溫、鋼結構連接處的隔熱等。
陶瓷纖維紙:由陶瓷纖維及結合劑、添加劑,經(jīng)過(guò)制漿、成型、固化干燥等工序制成的,是密封、隔熱的理想材料??捎糜诟鞣N熱工窯爐膨脹縫、高溫襯墊等部位保溫隔熱。
此外,陶瓷纖維還可以用于過(guò)濾和催化劑載體材料、填密材料和摩擦材料、絕熱涂料、增強材料等。
3.弊端及前景
陶瓷纖維雖然為高溫工業(yè)領(lǐng)域的絕熱耐火起著(zhù)重要作用,但也存在很大的生產(chǎn)弊端,尤其是它具有可吸入性,對環(huán)境及人體有一定的危害,國外一些企業(yè)加強了對非晶質(zhì)陶瓷纖維的限制使用。目前,一種生物溶解性非晶質(zhì)陶瓷纖維在絕熱耐火材料市場(chǎng)出現,這種超級纖維(SiO2-CaO-MgO系陶瓷纖維)屬無(wú)污染的環(huán)境友好型材料。陶瓷纖維產(chǎn)品今后生產(chǎn)趨勢,就是朝著(zhù)無(wú)污染、精細化和多功能化方向發(fā)展,尤其是利用新工藝、新原料,制備高附加值、高科技含量的功能性精細陶瓷纖維,其生產(chǎn)幾率會(huì )越來(lái)越大,浙江隊優(yōu)化絕熱耐火材料具有重大意義。