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陶瓷纖維耐火材料的現狀及發(fā)展趨勢
發(fā)布日期:2010年01月20日
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(jīng)電弧爐熔融后噴吹成了陶瓷纖維。20世紀40年代后期,美國有兩家公司生產(chǎn)硅酸鋁系纖維,并第1次將其用于航空工業(yè)。進(jìn)入50年代,陶瓷纖維已正式投入工業(yè)化生產(chǎn),到了60年代,已研制開(kāi)發(fā)出多種陶瓷纖維制品,并開(kāi)始用于工業(yè)窯爐的壁襯。1973年全球出現能源危機后,陶瓷纖維獲得了迅速的發(fā)展,其中以硅酸鋁系纖維發(fā)展快,每年以10%~15%的速度增長(cháng)。美國和加拿大是陶瓷纖維的生產(chǎn)大國,年產(chǎn)量達到了10萬(wàn)t左右,約占世界耐火纖維年總產(chǎn)量的1/3。歐洲的陶瓷纖維產(chǎn)量位于第三,年產(chǎn)量達到6萬(wàn)t左右。在年產(chǎn)30萬(wàn)t的陶瓷纖維中,各種制品的比例大致為:陶瓷纖維毯和陶瓷纖維模塊45%;真空成型板、氈及異形制品25%;散狀纖維棉15%:陶瓷纖維繩、陶瓷纖維布等織品6%;纖維不定形材料6%:陶瓷纖維紙3%。


陶瓷纖維制品的應用領(lǐng)域主要是加工工業(yè)和熱處理工業(yè)(工業(yè)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(yè),其消耗量約占25%。國外在提高陶瓷纖維產(chǎn)量的同時(shí),注意研制開(kāi)發(fā)新品種,除1000型、1260型、1400型、1600型及混配纖維等典型陶瓷纖維制品外,近年來(lái)在熔體的化學(xué)組分中添加ZrO2、Cr2O3等成分,從而使陶瓷纖維制品的高使用溫度提高到1300℃。此外,有些生產(chǎn)企業(yè)還在熔體的化學(xué)組分中添加CaO、MgO等成分,研制開(kāi)發(fā)成功多種新產(chǎn)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(lái)了十分顯著(zhù)的經(jīng)濟效益,導致陶瓷纖維的應用范圍日益擴大,一些主要工業(yè)發(fā)達國家的陶瓷纖維產(chǎn)量繼續保持持續增長(cháng)的發(fā)展勢頭,其中尤以玻璃態(tài)硅酸鋁纖維的發(fā)展為迅速。同時(shí),隨著(zhù)陶瓷纖維應用范圍的不斷擴大,導致陶瓷纖維制品的生產(chǎn)結構隨之發(fā)生重大改變.如陶瓷纖維毯(包括纖維塊)的產(chǎn)量由過(guò)去占陶瓷纖維產(chǎn)量的70%下降至45%;陶瓷纖維深加工制品(如纖維繩、布等纖維制品)、纖維紙、纖維澆注料、可塑料、涂抹料等纖維不定形材料的產(chǎn)量大幅度增長(cháng),接近于陶瓷纖維產(chǎn)量的15%。陶瓷纖維新品種的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)和應用,大大促進(jìn)了陶瓷纖維的應用技術(shù)和施工方法的發(fā)展。

我國陶瓷纖維生產(chǎn)起步較晚,在20世紀70年代初期,才先后在北京耐火材料廠(chǎng)和上海耐火材料廠(chǎng)研制成功并投入批量生產(chǎn)。其后10余年主要以“電弧爐熔融、一次風(fēng)噴吹成纖、濕法手工制氈”的工藝生產(chǎn)陶瓷纖維制品,工藝落后,產(chǎn)品單一。自1984年首鋼公司耐火材料廠(chǎng)從美國CE公司引進(jìn)電阻法甩絲成纖陶瓷纖維針刺毯生產(chǎn)線(xiàn)后.至1987年,又有河南陜縣電器廠(chǎng)、廣東高明硅酸鋁纖維廠(chǎng)和貴陽(yáng)耐火材料廠(chǎng)分別從美國B(niǎo)W公司和Ferro公司引進(jìn)了3條不同規模、不同成纖方法的陶瓷纖維針刺毯生產(chǎn)線(xiàn)及真空成型技術(shù),從此改變了我國陶瓷纖維生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備落后和產(chǎn)品單一的面貌。


自1986年開(kāi)始.我國通過(guò)對引進(jìn)的陶瓷纖維生產(chǎn)設備和工藝消化、吸收,并結合國情研制、設計建成了不同類(lèi)型的電阻法甩絲(或噴吹)成纖干法針刺毯生產(chǎn)線(xiàn)82條,安裝在45家企業(yè)內。年產(chǎn)量已達到10萬(wàn)t以上,成為世界大的生產(chǎn)國。產(chǎn)品品種多樣化.除批量生產(chǎn)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(zhì)樹(shù)脂干法氈(板)外.還可生產(chǎn)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(chē)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(zhuān)業(yè)生產(chǎn)企業(yè),并批量生產(chǎn)陶瓷纖維布、帶、扭繩、套管、方盤(pán)根等陶瓷纖維紡織品,纖維織品生產(chǎn)所需的散狀纖維棉及工藝裝備均已實(shí)現了國產(chǎn)化。90年代初,北京、上海、遼寧鞍山、山東、河南三門(mén)峽等地先后從美國、法國、日本等國引進(jìn)了陶瓷纖維的噴涂技術(shù)和設備;并在冶金、石化部門(mén)工業(yè)窯爐上應用了陶瓷纖維噴涂爐襯,節省了能耗,取得了良好的經(jīng)濟效益,現已得到了普遍推廣,并在冶金、石化和機械等部門(mén)工業(yè)爐和加熱裝置中的應用取得了成功的經(jīng)驗。與陶瓷纖維噴涂技術(shù)同步發(fā)展的陶瓷纖維澆注料、可塑料、涂抹料等纖維不定形材料,不僅已建有國內生產(chǎn)企業(yè),而且已在各類(lèi)工業(yè)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于持續調整發(fā)展的階段,陶瓷纖維的生產(chǎn)工藝與設備,尤其是干法針刺毯的生產(chǎn)工藝與設備具有世界先進(jìn)水平,含鉻、含鋯硅酸鋁纖維板,多晶氧化鋁纖維,多晶莫耒石纖維及混配纖維制品等新型陶瓷纖維與制品相繼開(kāi)發(fā)成功,并投放了工業(yè)化生產(chǎn),使纖維狀輕質(zhì)耐火材料構成了完整的系列產(chǎn)品。陶瓷纖維應用范圍的不斷擴大,致使高強度、抗風(fēng)蝕硬性纖維壁襯應用日益普及。同時(shí),陶瓷纖維生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,也大大推動(dòng)了陶瓷纖維的應用技術(shù)和施工方法的發(fā)展。
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