一、耐火纖維的發(fā)展概況

耐火纖維是屬不定型耐火隔熱材料，它具有容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、抗熱震性好、使用方

便、節(jié)能效率高等特點(diǎn)。自1941年美國(guó)B&W公司首次制成高嶺土耐火纖維以來(lái)，耐火纖維以其高效的節(jié)能效益在工業(yè)窯爐中被得到了廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)量、品種及用途也得到了較快的發(fā)展，取得了很大的成就。

目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的耐火纖維主要有兩大類(lèi)：陶瓷纖維(玻璃態(tài))和多晶纖維(晶體態(tài))。陶瓷纖維的品種國(guó)際上通常是按牌號(hào)溫度(亦稱(chēng)分類(lèi)溫度)進(jìn)行分類(lèi)的，其等級(jí)有1050、1260、1400，國(guó)內(nèi)也有按硅酸鋁纖維、高鋁纖維、含鋯纖維等進(jìn)行分類(lèi)。牌號(hào)溫度不是安全使用溫度，在氧化氣氛爐中使用要降低200-300℃，在還原氣氛爐中使用要降低300-400℃。多晶纖維的分類(lèi)有：多晶莫來(lái)石纖維、多晶氧化鋁纖維、多晶氧化鋯纖維，多晶莫來(lái)石纖維和多晶氧化鋁纖維的的安全使用溫度為1650℃，多晶氧化鋯纖維的安全使用溫度為1800℃。

陶瓷纖維的生產(chǎn)與應(yīng)用已很普遍，產(chǎn)量也很大，國(guó)內(nèi)具有代表性的幾大廠家，年產(chǎn)量都在3000-5000噸左右，產(chǎn)品主要應(yīng)用于1250℃以下的各種工業(yè)窯爐。多晶纖維由于其技術(shù)含量高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，在國(guó)外也只有少數(shù)幾個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家才能生產(chǎn)，如英國(guó)的I(2I公司、美國(guó)的聯(lián)合碳化硅公司、日本的三棱化學(xué)公司等。我國(guó)多晶莫來(lái)石耐火纖維的研制和生產(chǎn)是從80年代初開(kāi)始的，其初期技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得到了原國(guó)家經(jīng)委科技局、能源局、冶金工業(yè)部科技司的大力支持，歷經(jīng)25年的發(fā)展，我國(guó)多晶莫來(lái)石纖維的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，并已在冶金、電子、陶瓷、玻璃、化工、軍工等高溫工業(yè)窯爐得到了成功應(yīng)用。杭州宏達(dá)晶體纖維有限公司是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、最具代表性的多晶莫來(lái)石耐火纖維的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家，年產(chǎn)量在500噸以上，并與原輕工部上海玻璃搪瓷研究所(現(xiàn)屬上海東華大學(xué))共同承擔(dān)了國(guó)家“九五”重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目——“多晶纖維復(fù)合制品的研究與在高溫爐窯上的應(yīng)用開(kāi)發(fā)”。多晶纖維的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，彌補(bǔ)了陶瓷纖維不能在1300℃以上使用的缺點(diǎn)，開(kāi)拓了1300℃一1700℃更為廣泛的高溫應(yīng)用領(lǐng)域。

二、耐火纖維的生產(chǎn)工藝與理化性能

1．玻璃態(tài)耐火纖維

玻璃態(tài)耐火纖維的制取采用高溫熔融法，其方法是用電阻爐(早期用電弧爐)將原料熔

化成液體，同時(shí)，液體以細(xì)流股流出，并被壓縮空氣噴吹成纖維。但現(xiàn)已大都采用離心甩絲

法制取纖維，即將熔融料的高溫液體澆注在高速旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)由?，靠離心力將液體甩成纖維。

采用離心甩絲法生產(chǎn)的纖維，質(zhì)量要高于噴吹法。其絲長(zhǎng)、渣球含量少。制成的纖維叫作纖

維原棉，可制成各種纖維制品，如毯、氈、板、繩、真空成型制品及各種預(yù)制組件。玻璃態(tài)

纖維制取工藝流程如下圖1。

圖1玻璃態(tài)纖維制取工藝

玻璃態(tài)耐火纖根據(jù)氧化鋁含量的不同，主要可分為四種：普通硅酸鋁纖維、高純硅酸鋁

纖維、高鋁纖維、含鋯纖維。

2.晶體纖維的生產(chǎn)工藝及理化性能

A1₂0₃一Si0₂系多晶體纖維的生產(chǎn)是采用“膠體法”工藝制取。首選將金屬鋁粉加人氯化鋁水溶液中，反應(yīng)生成減式氯化鋁溶液，再加入硅膠溶液和有機(jī)酸，經(jīng)加溫濃縮后制成可成纖維的膠體溶液，通過(guò)高速離心甩絲成纖維原坯體，再經(jīng)高溫?zé)崽幚沓蛇M(jìn)行晶相轉(zhuǎn)變，制成晶體纖維原棉。晶體態(tài)纖維制取工藝流程如下圖2。

圖2晶體態(tài)纖維制取工藝

多晶纖維主要有三種：A72多晶莫來(lái)石纖維；A80和A95多晶氧化鋁纖維。國(guó)內(nèi)生的主

要以多晶莫來(lái)石纖維為主，其理化性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2多晶莫石纖維理化性能指標(biāo)

晶體纖維是一種在低溫下制取纖維的原坯體的，而最終是在高溫煅燒結(jié)晶后形成的，。在制造過(guò)程中纖維的內(nèi)部原子就呈有序排列，物體內(nèi)部微觀組織已逐漸晶體化，‘這樣就消除了處于介穩(wěn)定態(tài)的玻璃相，因此它在高溫應(yīng)用過(guò)程中基本消除了析品現(xiàn)象，從而使其使用溫度比玻璃態(tài)纖維提高了近450℃。

三．耐火纖維的應(yīng)用

根據(jù)窯爐的不同使用要求，采用耐火纖維原棉可制作成纖維粘貼塊、纖維折疊塊、纖維板、纖維異型制品。

1、纖維粘貼塊：纖維粘貼塊主要適用于耐火磚砌筑、澆注料爐體結(jié)構(gòu)的高溫窯爐作內(nèi)襯

絕熱，如鋼廠的軋鋼加熱爐、陶瓷燒成窯等。纖維粘貼塊不含任何有機(jī)添加劑，具有較大的

彈性。粘貼厚度為50—80mm。施工時(shí)只要在爐體表面和纖維被貼表面各涂上一層高溫粘結(jié)劑即可。見(jiàn)圖3。

圖3爐墻粘貼纖維結(jié)構(gòu)示意圖

2．纖維折疊塊：纖維折疊塊是采用纖維針刺毯折疊經(jīng)壓縮而成的纖維模塊，其內(nèi)部金屬

桿用于安裝錨固。主要可應(yīng)用于熱處理爐、石化裂解爐、陶瓷燒成窯及其它各種工業(yè)窯爐。

安裝時(shí)只要將纖維折疊塊吊掛在爐子外殼鋼板上就行，施工極為方便。見(jiàn)圖4。

圖4纖維折疊塊安裝結(jié)構(gòu)示意圖

3、纖維針刺毯：除用于制作纖維折疊塊外，還可用于窯爐內(nèi)襯及窯車(chē)底部平鋪，窯門(mén)等

特殊部位的密封，窯爐膨脹縫的填充等。

4、纖維板：采用耐火纖維原棉加有機(jī)添加劑經(jīng)濕法真空成型而成。主要可應(yīng)用于各窯爐

爐襯的砌筑、層鋪、吊掛等。

5、纖維的異型制品：是屬不定型耐火纖維制品，可根據(jù)用戶(hù)需要制作成不同規(guī)格、不同

形狀纖維異型制品。如箱式電爐爐襯、鑲嵌式電阻絲組塊、高溫特殊部位的異型件等。耐火纖維在高溫工業(yè)窯爐的應(yīng)用與傳統(tǒng)的耐火磚砌筑及澆注料爐襯相比，具有較大的優(yōu)越性：1．減少了爐襯厚度，降低了爐體重量，實(shí)現(xiàn)了窯爐的輕型化結(jié)構(gòu)。

2．由于升溫速率高降溫速度快，提高了爐子的生產(chǎn)效率。

3．抗震性好，耐急冷急熱，爐體使用壽命長(zhǎng)。

4．由于耐火纖維的導(dǎo)熱系數(shù)非常小，是一種低蓄熱材料，因此提高了爐子的熱效率，其節(jié)能效果十分明顯，節(jié)能率達(dá)30％以上。