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硅酸鋁纖維制品的特性及其應用


一、概述


    硅酸鋁纖維制品是60年代初期發展起來的一種纖維狀的輕質耐火材料。按其結構形態來說它屬于非晶質(玻璃態)纖維。它是以硬質粘土熟料或工業氧化鋁粉與硅石粉合成料為原料,采用電弧爐或電阻爐熔融,經壓縮空氣噴吹(或甩絲法)成纖而制成的。其化學組成主要為三氧化二鋁(30~55%)和二氧化硅。經再加工成毯、氈、板、紙、繩等制品及各種預制塊及組件等。


    二、分類及特性 


    1 低溫硅酸鋁纖維:一般Al2O3含量大于40%。這種纖維生產成本低、收縮率高、有害雜質含量要求不嚴、售價便宜,僅比礦物纖維略貴,但耐熱性較礦物棉好。使用溫度700~800℃,為工業爐復合爐襯提供了有利條件,解決了一般纖維狀隔熱材料不能承受使用溫度700~900℃間的空檔。


    2 普通硅酸鋁纖維:以天然硬質粘土熟料為原料,纖維Al2O3含量≥45%,有害雜質含量3%~4%。纖維使用溫度1000℃。


    3 高純硅酸鋁纖維:以工業氧化鋁粉與硅石粉的合成料為原料,使有害雜質含量<1%。不僅使用溫度高于普通硅酸鋁纖維,且適用于還原性氣氛。纖維使用溫度1100℃。


    4 高鋁纖維:以工業氧化鋁粉與硅石粉合成料為原料。纖維Al2O3含量&ge;55%,有害雜質含量<1%。由于纖維Al2O3含量較高,并使纖維中Al2O3與SiO2含量的比值接近于莫來石組成,減少了方石英析晶量,從而提高纖維耐熱性及抗熱振性能。纖維使用溫度1200℃。


    5 含鉻硅酸鋁纖維:在高純硅酸鋁纖維合成料中加入3%~6%三氧化二鉻,以抑制非結晶纖維受熱條件下出現的析晶變化,故又稱鉻穩定化纖維。纖維使用溫度1200℃。


    6 含鋯硅酸鋁纖維:在氧化鋁粉及硅石粉合成原料中加入鋯英砂,使纖維中ZrO2含量達12%~15%。纖維使用溫度提高到1300℃。


    三、主要生產方法及工藝流程 


    1 主要生產方法


    硅酸鋁纖維原料的熔融一般采用電爐作為熔化設備,主要有電阻爐和電弧爐兩種。纖維的成形方法分為噴吹法、甩絲法和甩絲-噴吹法等。


    2 工藝流程


    電弧法噴吹成纖、濕法制氈工藝:


    合格配合原料加入電弧爐中熔融,形成流股,流股經壓縮空氣或蒸汽噴吹后成為纖維,經過除渣器除渣后,集棉形成成品纖維。成品纖維被送入攪拌槽旋渦除渣后,被送至貯料槽,施加粘接劑后形成漿料。漿料經壓機模壓或真空吸濾,干燥形成硅酸鋁棉成品。


    電阻法噴吹(或甩絲)成纖、干法針刺制毯工藝:


    硅酸鋁纖維干法針刺毯,根據其成纖方法不同,有兩種生產工藝;電阻法噴吹(包括平吹和立吹)成纖、干法針刺制毯工藝;電阻法甩絲成纖、干法針刺制毯工藝。


    "針刺制毯"是借鑒無紡針刺工藝技術開發而成,散狀纖維坯送入針刺機針刺時,由于刺針上鉤狀針腳,使纖維層互相緊密交織,以提高纖維毯的抗拉強度及抗風蝕性能。


    四、硅酸鋁棉及其制品的標準指標:


    GB/T 16400-1996《絕熱用硅酸鋁棉及其制品》規定產品指標中物理性能有:長度、寬度、厚度、密度、含水率、渣球含量、導熱系數(平均溫度500℃)、抗拉強度、加熱線收縮率。另外不同種類棉的化學成分也不完全相同。


    五、國內應用情況 


    硅酸鋁纖維材料已在冶金、建材、機械、石油、化工、電子、船舶、交通運輸、輕工等部門行到廣泛的應用,并用于宇航及原子能等尖端科學技術。我國的硅酸鋁棉工業始于70年代初,經過20多年的發展,國內硅酸鋁棉及其制品的生產和應用已形成了完整的系列,生產技術已接近國際水平。 


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