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多晶莫來石纖維在鐘罩窯上的應用 發(fā)表時間:2019-12-06

  多晶莫來石纖維在鐘罩窯上的應用

  1、引言

  高溫窯爐砌筑材料的選擇,是影響窯爐熱效率的重要因素之一。為了提高窯爐的熱效率,目前國際上有從致密重質型向輕質或輕重相結合型發(fā)展趨勢。其中采用超輕質陶瓷纖維作窯爐內(nèi)襯,已從實驗走上實用階段。工業(yè)窯爐特別是間歇窯上采用陶瓷纖維也是工業(yè)窯爐在技術上的一項重大改革。

  2、多晶莫來石纖維發(fā)展概況

  陶瓷纖維以其良好的隔熱性能和易于施工的優(yōu)點,被譽為節(jié)能的新型材料,也是國家作為重點推廣的新技術、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們的重視。在普通硅酸鋁纖維、高純硅酸鋁纖維、高鋁纖維和高純含鉻硅酸鋁纖維相繼出現(xiàn)之后,70年代初期,國外又試制成功晶體纖維(多晶氧化鋁纖維和多晶莫來石纖維等)。多晶莫來石纖維(簡稱PMF)是由莫來石(MeIIite)微晶體構成的高溫耐火纖維,它集晶體材料和纖維材料于一體,具有較高的熱穩(wěn)定性和纖維材料于一體,具有較高的熱穩(wěn)定性和彈性,可耐1500高溫,是一種新型超輕質的隔熱材料。纖維制品容重是耐火磚的1/25,導熱率是耐火磚的1/6,化學性能穩(wěn)定,做高溫窯爐和熱工設備的砌體可節(jié)能5-40%。

  晶體陶瓷纖維研制發(fā)展是在70年代初期,由于化學、陶瓷、冶金工業(yè)及航天工業(yè)的技術發(fā)展要求能在更高溫度下使用纖維材料。最早研制并建成規(guī)模工廠的是英國I.C.I公司,生產(chǎn)牌號“Saffil”氧化鋁纖維,A1Ot和SiO,含量分別為95%和5%,主要晶相為剛玉相,1980年產(chǎn)量達500噸。在這以后,美國、日本、蘇聯(lián)等工業(yè)發(fā)達國家也相繼研制并建成具有一定規(guī)模的工廠。如英、美聯(lián)合舉辦世界上最大的耐火纖維公司之一的金剛砂公司(也譯為碳化硅公司),推出牌號為“Fiber-Max”多晶莫來石纖維,它含A120372%、Sio227%,使用溫度達1600-1700oC,并相應研制開發(fā)出多晶纖維和非晶態(tài)纖維制成混合制品,已成功地用在鋼鐵、化工等1500oC左右的陶瓷窯爐上。這種晶體纖維生產(chǎn)難度大,目前世界上只有美、英、蘇、日4國能生產(chǎn),年產(chǎn)量達1400噸。

  3、多晶莫來石纖維主要特性

  多晶莫來石纖維和普通硅酸鋁纖維、氧化鋁纖維同屬A1203-Sio2系耐火纖維,這些纖維在980oC以上就會產(chǎn)生石英、莫來石、剛玉三種晶體。由不同晶體構成的纖維具有不同的使用溫度特性,見表1。

  在高溫條件下,因方石英發(fā)生體積變化所產(chǎn)生巨大應力,足以使纖維結構碎裂粉化,這是造成硅酸鋁纖維不能承受1000oC以上高溫的主要原因。由莫來石和剛玉兩種晶體構成的多晶纖維,有效地避免職上友誼賽缺陷,把使用溫度極限提高到1450-1500oC。

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