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    陶瓷纖維棉的功能和效果

         近年來陶瓷纖維在高溫燒成窯爐方麵的應用陶瓷纖維毯前景日益擴大,以陶瓷纖維製成的耐火氈、毯類製品,最高使用溫度可達到1649℃。它以隔熱效果好,使用簡便,特別是蓄熱小等特征,普遍采用於各式窯爐中,大大顯示出很高的節能效率。
         (1)品種與性能:陶瓷耐火纖維最重要的指標是纖維的直徑與熱穩定性。陶瓷工業中常用的是 al2o3sio2纖維,根據al2o3的含陶瓷纖維氈量高低分為不同的使用範圍,也在其中引入cr2o3 材料以提高其耐火與抗氧化特性。一般氧化鋁含量高、氧化鐵等雜質含量低的纖維製品呈陶瓷纖維棉純白色、引入氧化鉻的纖維呈銷帶奶黃調的顏色。陶瓷纖維的平均直徑為2 2—33微米。纖維細、密度小、導熱率低者使用溫度高。若纖維粗、密度大時使用效果不理想。纖維的熱穩定性指標更為重要。al2o3-sio2纖維各種產品在1260℃ 的線收縮範圍為35—88%之間。收縮量也直接影響到熱穩定性。
         由於纖維導熱率低、密度小、重量輕,在設計建造窯爐時均采用較輕的鋼架支撐結構,從而使陶瓷窯爐的發展進入“窯爐輕量化”時代。纖維蓄熱小、適應快速升溫、冷卻燒成方式。纖維有柔性可加工成帶凹槽或開口的製品,且具有良好的抗機械震動與衝擊的能力,化學穩定性也較好,這些優點為新型窯爐的發展,並波及到陶瓷工藝、行業的發展產生重要的推動作用。
         目前陶瓷纖維製品有:氈、毯、砌塊、散狀纖維、纖維紙及真空成型的各種製品,工作範圍一般在871—1427℃,特殊情況下可短期在極限溫度以上的高溫下使用。
         散狀纖維分清過渣或未清過渣兩種:加潤滑劑或未加潤滑劑者;長、短纖維摻合一起者等。幾種纖維亦可摻合使用。未經清渣纖維價格最便宜,可用於填充接縫處的填料。加入潤滑劑的纖維製品便於操作施工,粉塵小。安裝纖維時散入空氣中的粉塵雖無很大毒害,但會導致皮膚發癢或刺痛咽喉,故在施工時要注意防護。
         (2)砌築方法與注意事項:耐火纖維氈、適用於窯爐內襯可大大提高節能效率。一般使用有機粘合劑使纖維卷合成筒形或薄板形織物。窯爐內壁采用高溫輕質耐火磚砌築後,可用陶瓷纖維耐火氈粘貼成內襯,經燒成後,纖維氈或板形成一定的剛性並具有令人滿意的回複能力,冷卻時能彈回使接縫繃緊。
         砌築纖維通常有兩種方法:一是將氈毯一層一層敷貼,再用栓杆鉚接起來,一般在1222℃以下采用耐溫金屬栓杆,1223℃以上采用陶瓷質鉚接件。靠熱麵一端用散狀纖維和耐熱水泥填充。采用陶瓷質鉚接件還可防止因碳素沉積引起的纖維變質。第二種方法是采用預製組合件、即用氈毯堆疊而成的預製件或用寬305mm的氈毯折疊成手風琴式的預製件。兩者相比,後者因緊挨爐殼到熱麵均為同樣材料,節能效率更高、但成本較高。
         溫度升高時,纖維預製件砌築形成的接縫需用有伸縮性的纖維鑲嵌。用預製組合件安裝方便、迅速且維修方便,隻需將損壞部分替換下來。
         就熱效率來說,層層敷貼方式明顯優於預製組合件。因為前者的纖維方向垂直於熱流,堆疊形的預製組合件纖維方向平行於熱流,兩者的導熱量差值約為20—40%,如手風琴狀折疊的預製組合件則介於兩者之間,它的纖維方向對於熱流既平行又垂直。
         (3)發展前景展望:由於能源價格不斷上漲,燃料成本將會成為扼製陶瓷業發展的瓶頸,節能愈加重要。人們對窯爐熱損失愈來愈關心,有的直接在原有耐火內襯表麵加貼一層耐火陶瓷纖維以提高熱效率。在加貼前必須將窯壁上明顯的裂紋或剝落部位修複好。不過隔熱耐火磚與耐火纖維也不能任意濫用。迄今為止如堿性吹氧煉鋼爐、水泥回轉窯等內襯,由於高溫化學侵蝕嚴重,都暫時不能用纖維作內襯。
         對於連續加熱設備如陶瓷隧道窯,早已實現了采用耐火陶瓷纖維用作連續加熱設備的內襯,據有關資料報道,快速推板窯與隧道窯中采用耐火陶瓷纖維節能效果都很顯著。尤其是超高溫加熱,如燒成溫度在1538℃—1649℃的窯爐中,采用耐火纖維的節能效果最佳。
          目前,歐美及日本的陶瓷窯爐設備全部采用陶瓷纖維內襯。不久前日本將燃氣隧道窯分解為諸如車廂結構進行分節製造、然後再運抵瓷廠施工現場組裝,這一切都是由於采用陶瓷纖維材料,大大節省了窯爐造價,更簡便的緣故。從材質改型方麵推進陶瓷纖維製品節能效果的研究也正在進行中。   
     
     
     
     
     
    作者:浙江鸭王2耐火材料有限公司
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