耐火陶瓷纖維基礎(chǔ)知識

1、-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)INGBIAN耐火陶瓷纖維基礎(chǔ)知識一. 耐火陶瓷纖維定義以SiO2、AL2O3為主要成分且耐火度高于1580°C纖維狀隔熱材料的總稱。二. 耐火陶瓷纖維的特點(diǎn)1、耐高溫：使用溫度可達(dá)950-1450°Co2、導(dǎo)熱能力低：常溫下為，在1000°C時僅為粘土磚的1/5。3、體積密度?。耗突鹛沾衫w維制品一般在64-500kg/m3之間。4、化學(xué)穩(wěn)定性好：除強(qiáng)堿、氟、磷酸鹽外，兒乎不受化學(xué)藥品的侵蝕。5、耐熱震性能好：具有優(yōu)良的耐熱震性。6、熱容量低：僅為耐火磚的1/72,輕質(zhì)轉(zhuǎn)的1/42o7、可加工性能好：纖維柔

2、軟易切割，連續(xù)性強(qiáng)，便于纏繞。8、良好的吸音性能：耐火陶瓷纖維有高的吸音性能，可作為高溫消音材料。9、良好的絕緣性能：耐火陶瓷纖維是絕緣性材料，常溫下體積電阻率為 lxlO13Q.cm, 800°C下體積電阻率為 6xl08Q.cmo10、光學(xué)性能：耐火陶瓷纖維對波長的光波有很高的反射性。三. 耐火陶瓷纖維的分類1、按結(jié)構(gòu)可分為晶質(zhì)纖維和非晶質(zhì)纖維兩大類。使用溫度950°C使用溫度iooo°C使用溫度noo°C使用溫度1200°C使用溫度1280°C使用溫度1350°C使用溫度1400°C 使用溫度1450

3、6;C2、按使用溫度可分為： 普通型耐火陶瓷纖維 標(biāo)準(zhǔn)型耐火陶瓷纖維 高純型耐火陶瓷纖維 高鋁型耐火陶瓷纖維 錯鋁型耐火陶瓷纖維 含鉛型耐火陶瓷纖維 莫來石晶體耐火纖維（72晶體）氧化鋁晶體耐火纖維（80、95晶體） 產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價廉、施匸經(jīng)驗(yàn)豐富歡迎新老客戶來電咨詢洽談工作！承接磚瓦隧道 窯吊頂陶瓷纖維模塊產(chǎn)品、保溫技術(shù)咨詢指導(dǎo)、施匸及改造匸程，我公司可一 條龍服務(wù)！技術(shù)顧問：蘇經(jīng)理7 （濟(jì)南）傳真：33、生產(chǎn)方法（1）非晶質(zhì)纖維原材料經(jīng)電阻爐熔融，在熔融狀態(tài)下，在驟冷（）條件下，在高速旋轉(zhuǎn)甩絲軌 離心力的作用下或在高速氣流的作用下被甩絲而成或被吹制而成的玻璃態(tài)纖 維。（2）晶體纖維 生產(chǎn)方法主

4、要有膠體法和先驅(qū)體法兩種。膠體法：將可融性的鋁鹽、硅鹽，制成一定粘度的膠體溶液，按常規(guī)生產(chǎn)方法 成纖后經(jīng)熱處理轉(zhuǎn)變成鋁硅氧化物晶體纖維。先驅(qū)體法：將可溶性的鋁鹽、硅鹽，制成一定粘度的膠體溶液，隨后被先驅(qū)體（一種膨化了的有機(jī)纖維）吸收，再進(jìn)行熱處理，轉(zhuǎn)變成鋁硅氧化物晶體纖維。發(fā)展時間1970 年1941 年產(chǎn)量約萬噸30-40萬噸技術(shù)水平電弧爐、電阻爐熔融；噴吹 法或甩絲法。電阻爐熔融； 甩絲法或二次噴吹。三、耐火陶瓷纖維相關(guān)概念1、耐火材料耐火度大于1580°C的無機(jī)非金屬材料。2、耐火纖維耐火度大于1580°C的纖維狀隔熱材料的總稱。3、熔點(diǎn)材料內(nèi)部液相與固相處于平衡時的

5、溫度。4、耐火度材料在高溫作用下達(dá)到特定軟化程度時的溫度。它代表材料抵抗高溫而不被融化的一種能力。5、分類溫度乂稱為極限使用溫度，指耐火纖維在此溫度下能夠短時間使用的極限溫度。判定依據(jù)：耐火纖維在分類溫度下保溫24小時，加熱線收縮小于4%。6、工作溫度乂稱為長期使用溫度，指耐火纖維在此溫度下能夠長時間安全使用的極限溫 度。判定依據(jù)：耐火纖維在工作溫度下保溫24小時，加熱線收縮小于3%。7、耐壓強(qiáng)度耐火材料在一定溫度下，按一定速度增加圧力至其破壞時，單位面積上所承受 的極限荷載。單位：MPao8、抗拉強(qiáng)度耐火纖維制品單位面積上抵抗張拉應(yīng)力的能力。單位：MPao9、抗折強(qiáng)度耐火纖維制品單位面積承受

6、彎矩時的極限折斷力。單位：MPao10、加熱線變化將一定尺寸的試樣按規(guī)定的升溫制度加熱，并在規(guī)定的溫度下保持一定時間， 然后在室溫下測量其長度后長度方向發(fā)生的不可逆轉(zhuǎn)的變化量。11.導(dǎo)熱系數(shù)A、物理意義：表征物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。B、數(shù)值表示：物質(zhì)在1平方米的面積上，在1米的厚度上，在1小時的時間 內(nèi)，傳導(dǎo)的熱量為1瓦，則該物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)為1W/。lKcal/.°C= W/oC、影響因素：物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)值，取決于該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、容重、溫度、壓力、 所處環(huán)境氣氛和濕度等因素。D、數(shù)值確定：通常采用直接測試法和計(jì)算法。計(jì)算法:天然料入二+ （t均/1000）合成料A=+xl0-6t均2W/測

7、試法：熱線法。特點(diǎn)：速度快，精確度低。平板法。特點(diǎn)：速度慢，精確度高（我司采用）。12、渣球含量耐火陶瓷原棉中未成纖維部分的白分含量。一般要求渣球含量小于15%。渣球：指粒徑大于未成纖物質(zhì)。13、非纖維狀物質(zhì)含量耐火陶瓷原棉中未成纖維部分的口分含量。一般要求非纖維狀物質(zhì)含量小于 40% o非纖維狀物質(zhì)：指粒徑大于未成纖維物質(zhì)（包括渣球與部分粗短纖維）。產(chǎn)品 質(zhì)優(yōu)價廉、施工經(jīng)驗(yàn)豐富歡迎新老客戶來電咨詢洽談丄作！承接磚瓦隧道窯吊 頂陶瓷纖維模塊產(chǎn)品、保溫技術(shù)咨詢指導(dǎo)、施工及改造工程，我公司可一條龍 服務(wù)！技術(shù)顧問：蘇經(jīng)理7 （濟(jì)南）傳真：3四、耐火陶瓷纖維保溫機(jī)理1、熱量的傳播途徑：傳導(dǎo)、對流、輻

8、射2、導(dǎo)熱系數(shù)的大小：固體液體氣體3、耐火陶瓷纖維的組成：纖維和空氣。4、耐火陶瓷纖維主要的傳熱途徑：纖維的傳導(dǎo)傳熱、氣體的對流傳熱、纖維的 輻射傳熱。5、耐火陶瓷纖維保溫機(jī)理分析：除氫氣外，大多數(shù)氣體包括空氣在靜止?fàn)顟B(tài)下都是一種低導(dǎo)熱系數(shù)和低熱容量 的物質(zhì)。耐火陶瓷纖維導(dǎo)熱系數(shù)接近于氣體，這是因?yàn)槟突鹛沾衫w維是山固態(tài) 纖維交織而成的，空隙中充滿了空氣，空隙率達(dá)到了 90%左右。大量空氣的充 填破壞了固態(tài)那子的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使耐火陶瓷纖維具有優(yōu)良的高溫保溫 性能。（1）纖維的傳導(dǎo)傳熱：纖維交織沒有方向性，固體相導(dǎo)熱只能沿著纖維桿的方 向進(jìn)行，所以纖維的導(dǎo)熱并不完全垂直于熱面，因此傳播途徑延

9、長，另外纖維 間80%是點(diǎn)接觸，進(jìn)一步增大了傳導(dǎo)傳熱的熱阻，最終結(jié)果是：熱量依鼎纖維 傳導(dǎo)的形式在耐火纖維內(nèi)部傳導(dǎo)熱量效果不明顯。（2）氣體的對流傳熱：山于耐火陶瓷纖維的氣孔率太高，氣體被纖維分割成兒 乎處于靜止不動的小氣孔倉。由于分散的多氣孔倉內(nèi)的壓力是一定的，該氣壓 將與固態(tài)纖維一起形成一個密實(shí)體屏蔽（形成屏蔽氣壓）阻礙著熱氣流的侵入。曲于氣體兒乎處于靜止不動的狀態(tài)，氣體所吸收的熱量只能以傳導(dǎo)的方式 在氣體內(nèi)部傳播，乂因氣體在靜止?fàn)顟B(tài)下具有很小的導(dǎo)熱系數(shù)所以，熱量依弟 氣體的傳熱效果不明顯。（3）纖維的輻射傳熱：首先因耐火陶瓷纖維呈不透明狀態(tài)，熱射線無法穿透纖 維；其次山于纖維有效面積很小

10、，接受的輻射能量也很小因此通過纖維輻射進(jìn) 行傳熱效果不明顯。產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價廉、施工經(jīng)驗(yàn)豐富歡迎新老客戶來電咨詢洽談 工作！承接磚瓦隧道窯吊頂陶瓷纖維模塊產(chǎn)品、保溫技術(shù)咨詢指導(dǎo)、施工及改 造工程，我公司可一條龍服務(wù)！技術(shù)顧問：蘇經(jīng)理7 （濟(jì)南）傳真：3五、耐火陶瓷纖維損毀（粉化）機(jī)理耐火陶瓷纖維是繼傳統(tǒng)耐火材料和不定型耐火材料之后發(fā)展起來的第三代耐火 材料。與前兩類材料相比，它的耐高溫性能和絕熱性能更好，質(zhì)量更輕，保溫 效果更好。然而，陶瓷纖維在應(yīng)用上也存在缺點(diǎn)：耐火陶瓷纖維的穩(wěn)定性較 差，抗侵蝕、抗氣流沖刷、抗剝落等性能均較差，長期于高溫下保露時，會發(fā) 生析晶和晶粒生長，在加上腐蝕性爐氣的侵蝕，氣

11、流的沖刷等因素的影響，易 粉化脫落。1、溫度對耐火陶瓷纖維粉化的影響從熱力學(xué)的角度看，玻璃態(tài)的耐火陶瓷纖維處于一種亞穩(wěn)狀態(tài)。所以只要在一 定的溫度條件下加熱，纖維內(nèi)部就會產(chǎn)生質(zhì)點(diǎn)重排，玻璃態(tài)就會轉(zhuǎn)化為結(jié)晶 態(tài)，纖維就會析晶。900°C1100°C非晶質(zhì)耐火纖維莫來石晶相析晶析晶、晶粒長大方石英晶相1300°C 方石英晶粒長大莫來石晶粒長大晶粒長大莫來石量達(dá)到最大當(dāng)晶粒尺寸長大到與纖維直徑尺寸相接近時，纖維內(nèi)部的結(jié)合力將由分子間的 化學(xué)鍵結(jié)合為主，變?yōu)橐跃Яｉg的晶界結(jié)合為主。山于晶界結(jié)合力較為脆弱， 因此將導(dǎo)致纖維脆性的加強(qiáng)，在外力的作用下纖維極易遭到破壞，并最終失

12、去 纖維特性。2、氣氛對耐火陶瓷纖維粉化的影響在還原氣氛下，纖維中的SiO2易與CO和H2發(fā)生下列反應(yīng)： SiO2+CO= SiO + C02Si02+ H2 = SiO + H2 0由于Si02被還原成兩種揮發(fā)性物質(zhì)，纖維結(jié)構(gòu)遭到破壞，表面粗糙度加大，當(dāng) 纖維內(nèi)部有莫來石生成時會使遭侵蝕的纖維表面爆裂，從而加速纖維的粉化脫 落速度。3、雜質(zhì)對耐火陶瓷纖維粉化的影響耐火陶瓷纖維中存在的一些雜質(zhì)（如Fe2O3、Na2O、K20等）。它們會與其他 成分在一個較低的溫度下反應(yīng)生成共熔物，低共熔物的存在破壞了纖維的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)，纖維內(nèi)部的粘度降低，從而使析晶時離子團(tuán)重排所需克服的析晶活化能 降低，析晶溫

13、度降低，同時由于低共熔物的存在加速了晶粒的生長。陶瓷纖維的概念和用途耐火性陶瓷纖維是一種陶瓷工業(yè)窯爐用耐火物的防護(hù)涂劑。在陶瓷工業(yè)窯爐經(jīng)受高溫氣氛的區(qū)段的耐火物表面常涂以莫來石、氧化鋁 等顆粒為主要成分，添加粘土或水玻璃等粘結(jié)劑而成的耐火性涂劑，以防止耐 火物表面與窯爐內(nèi)燒成物相互熔附和耐火物表面損害。然而在耐火物表面涂以 上述涂劑時，涂劑中的水玻璃粘結(jié)劑會玻璃化，與耐火物基體產(chǎn)生熱膨脹差， 形成裂紋而導(dǎo)致涂層剝落，不能充分發(fā)揮保護(hù)耐火物基體的功能，而且隔熱性 降低，抗熱沖擊效果減弱，使耐火物使用壽命縮短，這就需要頻繁的維護(hù)和修 補(bǔ)，乂無疑加大了耐火材料和施工的費(fèi)用。為了克服這些缺陷，一種元剝

14、落、 耐氧化、抗熱沖擊，能有效保護(hù)耐火物的耐火性防護(hù)涂劑研制成功。產(chǎn)品質(zhì)優(yōu) 價廉、施工經(jīng)驗(yàn)豐富歡迎新老客戶來電咨詢洽談工作！承接磚瓦隧道窯吊頂陶 瓷纖維模塊產(chǎn)品、保溫技術(shù)咨詢指導(dǎo)、施工及改造工程，我公司可一條龍服 務(wù)！技術(shù)顧問：蘇經(jīng)理7 （濟(jì)南）傳真：3一、耐火性防護(hù)涂劑該防護(hù)涂劑是由尺寸為60300 tJ的陶瓷纖維、硅溶膠（二氧化硅含量570%,其粒徑530/um）為主要原料，適量配合有機(jī)粘結(jié)劑而成。1、陶瓷纖維所用陶瓷纖維視使用溫度來定。如使用溫度為800。1600°C,宜使用以氧 化鋁為主要成分的鋁纖維。使用時，將所用纖維粉碎，除鐵，篩分成尺寸為 60300 U的短纖維。陶瓷纖

15、維尺寸小于60 LL抗熱沖擊性降低，超過300 目，粘附力降低。纖維配合量為3050% （按重量計(jì)）。2、硅溶膠硅溶膠作為一種無機(jī)粘結(jié)料使用，所含二氧化硅在570%范圉內(nèi)，最佳 為1015%。若二氧化硅含量不在此范圉內(nèi)，不是粘結(jié)力降低，易剝落，就是 涂劑表面易熔融岀二氧化硅，防止與燒成物的熔附效果減弱。此外，為提高二 氧化硅粒徑均勻性，不使粘結(jié)力因粒子間結(jié)合力減小而降低，二氧化硅粒徑應(yīng) 保持在530/um范圍內(nèi)。硅溶膠的配合量為5065% （按重量計(jì)）。3、有機(jī)粘結(jié)劑<.>有機(jī)粘結(jié)劑使用粉末狀竣屮基纖維素，聚乙烯醇或甘油。其配合量適量。二、表涂方法該耐火性保護(hù)涂劑可以噴涂、刷涂或浸

16、漬方式涂在耐火物表面。涂覆保護(hù) 層厚度一般為022mmo但在窯爐壁內(nèi)使用的基材為爐襯耐火物時，為提高 隔熱性，涂層厚度可在2mm以上。在耐火物表面，涂劑的適宜涂覆粘度為 2. 530泊。三、涂劑應(yīng)用效果該防護(hù)涂劑能在耐火物基體表面牢固粘附，生成硅氧烷鍵，組織結(jié)構(gòu)致密 堅(jiān)硬，特別是涂以碳化硅耐火物表面，形成的保護(hù)層山富氧化鋁層和富二氧化 硅層組成，可阻止氧和燃燒氣體的侵蝕，具有良好的防氧化效果，防止耐火物 變質(zhì)。四、應(yīng)用實(shí)例將尺寸70 H的氧化鋁陶瓷纖維與150 H的同一纖維等量混合，然后取混合 的陶瓷纖維38%與以硅溶膠為主要成無機(jī)粘結(jié)劑618%,再配合02%竣 屮基纖維素配成粘度為10泊的耐

17、火性防護(hù)涂劑，在07-7mm涂層厚度范圍 內(nèi)，以每01mm厚度的變化，分別涂在碳化硅耐火板表面，送入最高溫度為 1350°C的窯中燒成12小時，取出，測定沖擊阻力值。測定結(jié)果表明，保護(hù)涂層 厚度為1mm時，沖擊阻力值為未涂涂劑的耐火物的14倍。不過，保護(hù)涂層不 宜厚，因?yàn)橥繉雍穸冗^厚，沖擊阻力值雖有待提高，但剝落率相反而會增大。 產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價廉、施工經(jīng)驗(yàn)豐富歡迎新老客戶來電咨詢洽談工作！承接磚瓦隧道 窯吊頂陶瓷纖維模塊產(chǎn)品、保溫技術(shù)咨詢指導(dǎo)、施工及改造工程，我公司可一 條龍服務(wù)！技術(shù)顧問：蘇經(jīng)理7 （濟(jì)南）傳真：3另將形成同一保護(hù)涂層的耐火板送入燒成窯爐，升溫至300。900°

18、;C,立 即取出，常溫急冷，觀察龜裂狀態(tài)，結(jié)果耐火板表面未有龜裂出現(xiàn)，而且經(jīng)受 急冷熱沖擊后，抗折強(qiáng)度在900°C急冷溫差下較無保護(hù)涂層的耐火板提高約 15%。另外，帶保護(hù)涂層的耐火板可繼續(xù)在1350°C高溫下使用，使用壽命為無 保護(hù)涂層的耐火板的2倍。山上可見，該耐火性防護(hù)涂劑涂以窯爐，煙道以及其它高溫氣氛下的耐火物表 面，能形成有效的保護(hù)層，防止對耐火物基體的損害，延長其使用壽命，同時 降低保養(yǎng)和維修次數(shù)，節(jié)省耐火材料和施工費(fèi)用，帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。該防 護(hù)涂劑使用于各種耐火物和耐熱金屬部件。隧道窯吊頂用耐火磚還是陶瓷纖維模塊哪個好a體積密度低：陶纖爐襯比輕質(zhì)隔熱磚爐襯輕75%以上，比輕質(zhì)澆注料爐襯輕 90%到95%。如采用纖維爐襯可大大減輕窯爐的鋼結(jié)構(gòu)負(fù)荷，延長爐體使用壽 命。b熱容量（蓄熱量）低：陶瓷纖維的熱容量僅為輕質(zhì)耐熱襯里和輕質(zhì)澆注料襯 里的1/10左右，而爐襯材料的熱容量與爐襯的重量成正比。低熱容量對加熱爐 的啟爐、停爐起到非常顯著的節(jié)能效果。高溫耐火材料用途耐火材料種類繁多，通常按耐火度高低分為普通耐火材料（15801770°C）、 高級耐火材料（17702000°C）和特級耐火材料（2000°C以上）；按化學(xué)特性 分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外，還有用