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多晶莫来石耐火纤维在钟罩窑上的应用
多晶莫来石耐火纤维在钟罩窑上的应用
摘要:本文概述了国内外多晶莫来石纤维的发展情况,重点论述了多晶莫来石纤维的形成机理和特性,指示了它在钟罩窑上
应用获得成功,对其节能效果进行了详细的分析,并就纤维的结构和安装提出了改进意见,最后,预示了多晶莫来石纤维的发展前景。

  1、引言
  高温窑炉砌筑材料的选择,是影响窑炉热效率的重要因素之一。为了提高窑炉的热效率,目前国际上有从致密重质型向轻质或轻重相结合型发展趋势。其中采用超轻质陶瓷纤维作窑炉内衬,已从实验走上实用阶段。工业窑炉特别是间歇窑上采用陶瓷纤维也是工业窑炉在技术上的一项重大改革。

  2、多晶莫来石纤维发展概况
  陶瓷纤维以其良好的隔热性能和易于施工的优点,被誉为节能的新型材料,也是国家作为重点推广的新技术、新材料之一。由于其材料本身的特性,大大地降低了能耗而引起人们的重视。在普通硅酸铝纤维、高纯硅酸铝纤维、高铝纤维和高纯含铬硅酸铝纤维相继出现之后,70年代初期,国外又试制成功晶体纤维(多晶氧化铝纤维和多晶莫来石纤维等)。多晶莫来石纤维(简称PMF)是由莫来石(MeIIite)微晶体构成的高温耐火纤维,它集晶体材料和纤维材料于一体,具有较高的热稳定性和纤维材料于一体,具有较高的热稳定性和弹性,可耐1500高温,是一种新型超轻质的隔热材料。纤维制品容重是耐火砖的1/25,导热率是耐火砖的1/6,化学性能稳定,做高温窑炉和热工设备的砌体可节能5-40%

  晶体陶瓷纤维研制发展是在70年代初期,由于化学、陶瓷、冶金工业及航天工业的技术发展要求能在更高温度下使用纤维材料。最早研制并建成规模工厂的是英国I.C.I公司,生产牌号“Saffil”氧化铝纤维,A1OtSiO,含量分别为95%5%,主要晶相为刚玉相,1980年产量达500吨。在这以后,美国、日本、苏联等工业发达国家也相继研制并建成具有一定规模的工厂。如英、美联合举办世界上最大的耐火纤维公司之一的金刚砂公司(也译为碳化硅公司),推出牌号为“Fiber-Max”多晶莫来石纤维,它含A120372%Sio227%,使用温度达1600-1700oC,并相应研制开发出多晶纤维和非晶态纤维制成混合制品,已成功地用在钢铁、化工等1500oC左右的陶瓷窑炉上。这种晶体纤维生产难度大,目前世界上只有美、英、苏、日4国能生产,年产量达1400吨。


  3、多晶莫来石纤维主要特性
  
多晶莫来石纤维和普通硅酸铝纤维、氧化铝纤维同属(Al2O3+ SiO2)系耐火纤维,这些纤维在980oC以上就会产生石英、莫来石、刚玉三种晶体。由不同晶体构成的纤维具有不同的使用温度特性,见表1

   在高温条件下,因方石英发生体积变化所产生巨大应力,足以使纤维结构碎裂粉化,这是造成硅酸铝纤维不能承受1000oC以上高温的主要原因。由莫来石和刚玉两种晶体构成的多晶纤维,有效地避免职上友谊赛缺陷,把使用温度极限提高到1450-1500oC
1                   
晶体的种类
高温下晶体相体积变化
组成
纤维种类
Al2O3(%)
使用温度(oC
   

SiO2
α石英 →α方石英
+15.4%
1020oC
硅酸铝纤维
45-60
<1100
莫来石
3Al2O3· 2SiO2
单一莫来石相
莫来石纤维
72-75
-1500
刚玉
α- Al2O3
同质异构演变
氧化铝纤维
80-95
-1400

  综合评价纤维的高温性能优劣的简易方法,是测定其制品高温加热帐缩率与加热时间之关系,收缩率变化小为优。莫来石纤维的加热收缩率与加热时间的关系,见图1

  多晶莫来石纤维和硅酸铝纤维不同之处是:多晶莫来石纤维有效地解决了硅酸铝纤维无法解决的有寄存器矿相方石英的存在,从而使该纤维的使用温度提高近500oC。多晶莫来石纤维与硅酸铝纤维的区别,见表2

    2           多
名称
制造方法
矿相组成
纯度(Al2O3+SiO2%
损坏温度()
使用温度()
硅酸铝纤维
高温熔融法(熔体)
玻璃态莫来石、方石英
<98
1050-1100方石英析出
<1000
多晶莫来石纤维
化学胶体法(胶体)
晶体态莫来石
>99.5
>1600晶粒长大
<1500
发布:admin 时间:[2011/3/10]
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     三门峡市天宝特种耐火纤维有限公司 (原三门峡市节能产品厂)主要生产经营:耐火纤维、耐火材料、绝热材料、耐火纤维毯、陶瓷纤维毯、保温涂料、硅酸铝异型制品、耐火纤维毡、耐火纤维板、耐火纤维棉、高温粘结剂、耐火涂料、硅酸铝纤维纸、硅酸铝纤维毯、岩棉制品、耐火纤维针刺毯、硅酸铝纤维板、普通、标准、高纯、高铝、含锆硅酸铝耐火纤维、多晶莫来石耐火纤维及多晶氧化铝纤维制成的毯、毡、纸、硬板、异型件、折叠模块 、炉料等产品。

 
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