高鋁耐火纖維

1970年日本開(kāi)始生產(chǎn)Al₂O₃ 60%的高鋁耐火纖維，70年代后期得到較快發(fā)展。因生產(chǎn)Al₂O₃大于58%的高鋁纖維，成纖較困難，容易造成渣球含量偏高，故世界很多國(guó)家已改為生產(chǎn)Al₂O₃ 55%左右的非晶態(tài)耐火纖維。中國(guó)從1981年開(kāi)始生產(chǎn)高鋁纖維，規(guī)定高鋁纖維的Al₂O₃含量應(yīng)大于58%，實(shí)際Al₂O₃波動(dòng)于58%-61% 。

高鋁耐火纖維的最高使用溫度為1400℃，長(zhǎng)期使用溫度為1200℃。把高鋁纖維與多晶纖維按一定比例混合，可以加工成各種混合纖維制品。使用溫度與加入的多晶纖維比例有關(guān)，使用溫度范圍為1200-1450℃ 。

高鋁耐火纖維(high alumina refractory fibre)氧化鋁含量在58%以上，Al₂O₃和SiO₂大于98.5%的高純非晶態(tài)纖維偏熱耐火材料 。

以工業(yè)氧化鋁和高純硅石作為主要原料，按一定比例配料混合均勻后制成團(tuán)塊，輕燒后經(jīng)電弧爐或經(jīng)干法混勻后用電阻爐熔化，用離心甩絲法或壓縮空氣噴吹法使熔體流股纖維化，制得高鋁耐火纖維的原棉。原棉可以直接使用，也可以進(jìn)一步加工成各種耐火氈、毯、板等制品。

用上述工藝生產(chǎn)的高鋁纖維，直徑2-6μm，長(zhǎng)度20-100mm。未經(jīng)除渣處理的原棉中渣球含量小于10%，加熱線(xiàn)收縮小于2%（1200℃，6h），或小于3%（1400℃，6h），熱導(dǎo)率0.13W/(m·K)(熱面溫度1200℃)，耐火度大于1790℃ 。

中文名稱(chēng)

高鋁耐火纖維制品

英文名稱(chēng)

high alumina refractory fiber product

定　　義

以高鋁耐火纖維為主要原料加工制成的耐火纖維制品。其含量為Al2O3>60%，(Al2O33SiO2)>98.8%，一般采用工業(yè)氧化鋁粉及硅石砂為原料，熔融法生產(chǎn)。因其析晶引起的纖維質(zhì)量惡化程度較小，長(zhǎng)期使用的最高溫度約為1200℃。

應(yīng)用學(xué)科

材料科學(xué)技術(shù)（一級(jí)學(xué)科），無(wú)機(jī)非金屬材料（二級(jí)學(xué)科），耐火材料（三級(jí)學(xué)科）

耐火纖維分為非晶質(zhì)（玻璃態(tài)）和多晶質(zhì)（結(jié)晶態(tài)）兩大類(lèi)。非晶質(zhì)耐火纖維，包括硅酸鋁質(zhì)、高純硅酸鋁質(zhì)、含鉻硅酸鋁質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火纖維。多晶質(zhì)耐火纖維，包括莫來(lái)石纖維、氧化鋁纖維和氧化鋯纖維。（表1）也有按耐火纖維最高允許使用溫度分類(lèi)的。（表2）

表1 耐火纖維的分類(lèi)

表2 耐火纖維在不同氣氛下的使用溫度

注：表中纖維種類(lèi)是美國(guó)、日本和西歐一些國(guó)家的分類(lèi)。

硅酸鋁質(zhì)耐火纖維用雜質(zhì)含量較低的粘土熟料（焦寶石）作為原料，經(jīng)1800～2000℃高溫熔融、噴吹或甩絲成纖，纖維中Al₂O₃含量45%左右，長(zhǎng)期使用溫度不超過(guò)1000℃。

高純硅酸鋁耐火纖維采用工業(yè)氧化鋁和高純硅石砂或石英砂作原料，亦可加入少量B₂O₃，或ZrO₂等作為添加劑，經(jīng)配料混合、熔融噴吹或甩絲成纖，制成的纖維含Al₂O₃50%左右，Al₂O₃ SiO₂> 99%，最高使用溫度1260℃，長(zhǎng)期使用溫度約1100℃。

含鉻硅酸鋁耐火纖維以工業(yè)氧化鋁、硅石粉和氧化鉻為原料，按照硅石粉40%～60%、工業(yè)氧化鋁40%～55%，氧化鉻3%～6%配料，經(jīng)熔融噴吹或甩絲成纖，最高使用溫度1400℃，長(zhǎng)期使用溫度1150～1200℃。

高鋁耐火纖維以工業(yè)氧化鋁和高純硅石作為主要原料，配合料經(jīng)熔融噴吹或甩絲成纖，得到氧化鋁含量58%以上的高純度玻璃態(tài)硅酸鋁耐火纖維。最高使用溫度1400℃，長(zhǎng)期使用溫度為1200℃。

莫來(lái)石質(zhì)耐火纖維用氯化鋁、金屬鋁粉、硅溶膠、冰乙酸及各種有機(jī)添加劑作原料，經(jīng)制膠、纖維化、熱處理等工藝過(guò)程，制得Al₂O₃72%～80%的多晶纖維，其主成分為莫來(lái)石，使用溫度1300～1500℃。

氧化鋁耐火纖維用氯化鋁、金屬鋁粉、硅溶膠、冰乙酸和各種有機(jī)添加劑作原料，經(jīng)制膠，纖維化，熱處理等工藝過(guò)程，制得Al₂O₃95%左右、SiO₂約5%的多晶纖維，其主要礦物成分為θ-Al₂O₃或α-Al₂O₃，使用溫度1400～1600℃。

氧化鋯耐火纖維用醋酸鋯、氧氯化鋯及YCl₃、MgCl₂、CaCl₂等作原料，經(jīng)制膠、纖維化、熱處理等工藝過(guò)程，制得主成分為ZrO₂（含穩(wěn)定劑）大于98%的耐火纖維，使用溫度1600℃。

美國(guó)、日本和西歐的一些國(guó)家，通常按耐火纖維的最高允許使用溫度進(jìn)行分類(lèi)，其方法是把耐火纖維樣品加熱保溫24h，其線(xiàn)收縮接近并小于2.5%時(shí)的溫度作為分類(lèi)溫度。實(shí)際允許最高長(zhǎng)期使用溫度要比分類(lèi)溫度低，在氧化氣氛下允許最高長(zhǎng)期使用溫度應(yīng)比分類(lèi)溫度低100～150℃，在還原氣氛下應(yīng)低200～250℃，在真空氣氛下應(yīng)低400～450℃。

涂抹爐襯是用泥刀等瓦工工具,將耐火纖維糊狀漿料涂抹到爐墻上,從而形成抗機(jī)械損傷和耐氣流沖刷性極好的絕熱爐襯。漿料由高鋁質(zhì)耐火骨料、無(wú)機(jī)結(jié)合劑及散狀耐火纖維混合而成。涂抹漿料類(lèi)似預(yù)混的噴涂料,但前者的纖維材料無(wú)須進(jìn)行球化等預(yù)處理;另外,涂抹料中加入了大量的耐火骨料提高稠度,降低流動(dòng)性,從而便于涂抹操作,并提高爐襯的使用溫度。但骨料的存在也使?fàn)t襯的熱導(dǎo)率增大,纖維爐襯的絕熱性能變?nèi)?。