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陶瓷纖維的簡介
2012-06-21 16:54

陶瓷纖維是一種纖維狀輕質耐火材料,具有重量輕、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動等優點,因而在機械、冶金、化工、石油、交通運輸、船舶、電子及輕工業部門都得到了廣泛的應用,在航空航天及原子能等尖端科學技術部門的應用亦日益增多.發展前景十分看好。陶瓷纖維在我國起步較晚,但一直保持著持續發展的勢頭,生產能力不斷增加,並實現了產品係列化,我國已發展成為世界陶瓷纖維生產大國。 

陶瓷纖維的現狀及發展趨勢 

早在1941年,美國巴布考克·維爾考克斯公司就利用天然高嶺土經電弧爐熔融後噴吹成了陶瓷纖維。20世紀40年代後期,美國有兩家公司生產矽酸鋁係纖維,並第1次將其用於航空工業。進入50年代,陶瓷纖維已正式投入工業化生產,到了60年代,已研製開發出多種陶瓷纖維製品,並開始用於工業窯爐的壁襯。1973年全球出現能源危機後,陶瓷纖維獲得了迅速的發展,其中以矽酸鋁係纖維發展最快,每年以10%~15%的速度增長。美國和加拿大是陶瓷纖維的生產大國,年產量達到了10萬t左右,約占世界耐火纖維年總產量的1/3。歐洲的陶瓷纖維產量位於第三,年產量達到6萬t左右。在年產30萬t的陶瓷纖維中,各種製品的比例大致為:毯和纖維模塊45%;真空成型板、氈及異形製品25%;散狀纖維棉15%:纖維繩、布等織品6%;纖維不定形材料6%:纖維紙3%。 

陶瓷纖維製品的應用領域主要是加工工業和熱處理工業(工業窯爐、熱處理設備及其它熱工設備),其消耗量約占40%,其次是鋼鐵工業,其消耗量約占25%。國外在提高陶瓷纖維產量的同時,注意研製開發新品種,除1000型、1260型、1400型、1600型及混配纖維等典型陶瓷纖維製品外,近年來在熔體的化學組分中添加ZrO2、Cr2O3等成分,從而使陶瓷纖維製品的最高使用溫度提高到1300℃。此外,有些生產企業還在熔體的化學組分中添加CaO、MgO等成分,研製開發成功多種新產品。如可溶性陶瓷纖維含62%~75%Al2O3的高強陶瓷纖維及耐高溫陶瓷紡織纖維等。因此,目前在國外陶瓷纖維的應用帶來了十分顯著的經濟效益,導致陶瓷纖維的應用範圍日益擴大,一些主要工業發達國家的陶瓷纖維產量繼續保持持續增長的發展勢頭,其中尤以玻璃態矽酸鋁纖維的發展最為迅速。同時,隨著陶瓷纖維應用範圍的不斷擴大,導致陶瓷纖維製品的生產結構隨之發生重大改變.如陶瓷纖維毯(包括纖維塊)的產量由過去占陶瓷纖維產量的70%下降至45%;陶瓷纖維深加工製品(如纖維繩、布等纖維製品)、纖維紙、纖維澆注料、可塑料、塗抹料等纖維不定形材料的產量大幅度增長,接近於陶瓷纖維產量的15%。陶瓷纖維新品種的開發生產和應用,大大促進了陶瓷纖維的應用技術和施工方法的發展。 

我國陶瓷纖維生產起步較晚,在20世紀70年代初期,才先後在北京耐火材料廠和上海耐火材料廠研製成功並投入批量生產。其後10餘年主要以“電弧爐熔融、一次風噴吹成纖、濕法手工製氈”的工藝生產陶瓷纖維製品,工藝落後,產品單一。自1984年首鋼公司耐火材料廠從美國CE公司引進電阻法甩絲成纖陶瓷纖維針刺毯生產線後.至1987年,又有河南陝縣電器廠、廣東高明矽酸鋁纖維廠和貴陽耐火材料廠分別從美國BW公司和Ferro公司引進了3條不同規模、不同成纖方法的陶瓷纖維針刺毯生產線及真空成型技術,從此改變了我國陶瓷纖維生產工藝、生產設備落後和產品單一的麵貌。 

自1986年開始.我國通過對引進的陶瓷纖維生產設備和工藝消化、吸收,並結合國情研製、設計建成了不同類型的電阻法甩絲(或噴吹)成纖幹法針刺毯生產線82條,安裝在45家企業內。年產量已達到10萬t以上,成為世界最大的生產國。產品品種多樣化.除批量生產低溫型、標準型、高純型、高鋁型等多種陶瓷纖維針刺毯及超輕質樹脂幹法氈(板)外.還可生產14%~17%ZrO2的合鋯纖維毯。其使用溫度可達1300℃以上。 

20世紀80年代末期,日本直井機織公司、車鐵及英特萊等機織品公司相繼在北京投資建成了陶瓷纖維紡織品專業生產企業,並批量生產陶瓷纖維布、帶、扭繩、套管、方盤根等陶瓷纖維紡織品,纖維織品生產所需的散狀纖維棉及工藝裝備均已實現了國產化。90年代初,北京、上海、遼寧鞍山、山東、河南三門峽等地先後從美國、法國、日本等國引進了陶瓷纖維的噴塗技術和設備;並在冶金、石化部門工業窯爐上應用了陶瓷纖維噴塗爐襯,節省了能耗,取得了良好的經濟效益,現已得到了普遍推廣,並在冶金、石化和機械等部門工業爐和加熱裝置中的應用取得了成功的經驗。與陶瓷纖維噴塗技術同步發展的陶瓷纖維澆注料、可塑料、塗抹料等纖維不定形材料,不僅已建有國內生產企業,而且已在各類工業窯爐、加熱裝置和高溫管道上推廣應用。 

因此,目前我國陶瓷纖維已處於持續調整發展的階段,陶瓷纖維的生產工藝與設備,尤其是幹法針刺毯的生產工藝與設備具有世界先進水平,含鉻、含鋯矽酸鋁纖維板,多晶氧化鋁纖維,多晶莫耒石纖維及混配纖維製品等新型陶瓷纖維與製品相繼開發成功,並投放了工業化生產,使纖維狀輕質耐火材料構成了完整的係列產品。陶瓷纖維應用範圍的不斷擴大,致使高強度、抗風蝕硬性纖維壁襯應用日益普及。同時,陶瓷纖維生產技術的發展,也大大推動了陶瓷纖維的應用技術和施工方法的發展。 

陶瓷纖維的廣泛用途 

陶瓷纖維的廣泛用途: 

1、高溫電器絕緣。 
2、各種隔熱工業窯爐的爐門密封、爐口幕簾。 
3、高溫煙道、風管的襯套、膨脹的接頭。 
4、石油化工設備、容器、管道的高溫隔熱、保溫。 
5、高溫環境下的防護衣、手套、頭套、頭盔、靴等。 
6、輸送高溫液體、氣體的泵、壓縮機和閥門用的密封填料、墊片。 
7、防火門、防火簾、滅火毯、接火花用墊子和隔熱覆蓋等防火縫製品。 
8、汽車發動機的隔熱罩、重油發動機排氣管的包裹、高速賽車的複合製動摩擦襯墊。 
9、深冷設備、容器、管道的隔熱、包裹。 
10、航天、航空工業用的隔熱、保溫材料、製動摩擦襯墊。 
11、高檔寫字樓中的檔案庫、金庫、保險櫃等重要場所的絕熱、防火隔層,消防自動防火簾。
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