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陶瓷纤维的耐火性能和发展前景
发布日期:2017年12月16日
陶瓷纤维炉膛
近年来陶瓷纤维在高温烧成窑炉方面的应用远景日益扩展,以陶瓷纤维制成的各类制品以隔热作用好,运用简洁,特别是蓄热小等特征,普遍选用于各式窑炉中,大大显示出很高的节能功率。
  (1)品种与功能:陶瓷耐火纤维重要的目标是纤维的直径与热稳定性。陶瓷工业中常用的是Al2O3SiO2纤维,依据Al2O3的含量高低分为不同的运用规模,也在其间引进Cr2O3材料以进步其耐火与抗氧化特性。一般氧化铝含量高、氧化铁等杂质含量低的纤维制品呈纯白色、引进氧化铬的纤维呈销带奶黄调的色彩。陶瓷纤维的均匀直径为2—4微米。纤维细、密度小、导热率低者运用温度高。若纤维粗、密度大时运用作用不理想。纤维的热稳定性目标更为重要。Al2O3-SiO2纤维各种产品在1260℃的线缩短规模为35—88%之间。缩短量也直接影响到热稳定性。 
  因为纤维导热率低、密度小、重量轻,在规划缔造窑炉时均选用较轻的钢架支撑结构,从而使陶瓷窑炉的开展进入“窑炉轻量化”年代。纤维蓄热小、习惯快速升温、冷却烧成办法。纤维有柔性可加工成带凹槽或开口的制品,且具有杰出的抗机械轰动与冲击的才能,化学稳定性也较好,这些长处为新式窑炉的开展,并涉及到陶瓷工艺、行业的开展发生重要的推动作用。
  现在陶瓷纤维制品有:毡、毯、砌块、散状纤维、纤维纸及真空成型的各种制品,工作规模一般在871—1427℃,特别情况下可短期在极限温度以上的高温下运用。
  (2)砌筑办法与注意事项:耐火纤维毡、适用于窑炉内衬可大大进步节能功率。一般运用有机粘合剂使纤维卷合成筒形或薄板形织物。窑炉内壁选用高温轻质耐火砖砌筑后,可用陶瓷纤维耐火毡粘贴成内衬,经烧成后,纤维毡或板构成必定的刚性并具有令人满意的回复才能,冷却时能弹回使接缝绷紧。
  砌筑纤维一般有两种办法:一是将毡毯一层一层敷贴,再用栓杆铆接起来,一般在1222℃以下选用耐温金属栓杆,1223℃以上选用陶瓷质铆接件。靠热面一端用散状纤维和耐热水泥填充。选用陶瓷质铆接件还可避免因碳素堆积引起的纤维蜕变。第二种办法是选用预制组合件、即用毡毯堆叠而成的预制件或用宽305mm的毡毯折叠成手风琴式的预制件。两者比较,后者因紧挨炉壳到热面均为同样材料,节能功率更高、但本钱较高。
  温度升高时,纤维预制件砌筑构成的接缝需用有伸缩性的纤维镶嵌。用预制组合件安装便利、敏捷且修理便利,只需将损坏部分替换下来。
  就热功率来说,层层敷贴办法显着优于预制组合件。因为前者的纤维方向笔直于暖流,堆叠形的预制组合件纤维方向平行于暖流,两者的导热量差值约为20—40%,如手风琴状折叠的预制组合件则介于两者之间,它的纤维方向关于暖流既平行又笔直。
  (3)开展远景展望:因为能源价格不断上涨,燃料本钱将会成为扼制陶瓷业开展的瓶颈,节能更加重要。人们对窑炉热丢失愈来愈关怀,有的直接在原有耐火内衬表面加贴一层耐火陶瓷纤维以进步热功率。在加贴前必须将窑壁上显着的裂纹或脱落部位修复好。不过隔热耐火砖与耐火纤维也不能恣意乱用。迄今为止如碱性吹氧炼钢炉、水泥回转窑等内衬,因为高温化学腐蚀严峻,都暂时不能用纤维作内衬。
  关于接连加热设备如陶瓷隧道窑,早已实现了选用耐火陶瓷纤维用作接连加热设备的内衬,据有关材料报道,快速推板窑与隧道窑中选用耐火陶瓷纤维节能作用都很明显。尤其是超高温加热,如烧成温度在1538℃—1649℃的窑炉中,选用耐火纤维的节能作用佳。
  现在,欧美及日本的陶瓷窑炉设备悉数选用陶瓷纤维内衬。不久前日本将燃气隧道窑分解为比如车厢结构进行分节制作、然后再运抵瓷厂施工现场拼装,这一切都是因为选用陶瓷纤维材料,大大节省了窑炉造价,更简洁的缘故。从原料改型方面推动陶瓷纤维制品节能作用的研讨也正在进行中。
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