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近年來陶瓷纖維在高溫燒成窯爐方面的應用前景日益擴大,以陶瓷纖維制成的品類制品以隔熱效果好,使用簡便,特別是蓄熱小燈特征,普遍采用于各式窯爐中,大大顯示出很高的節能效果。
1)品種與性能:陶瓷耐火纖維最重要的指標是纖維的直徑與熱穩定性。陶瓷工業中常用的是Al2O3纖維,根據Al2O3的含量高低分為不同的使用范圍,也在其中引入SiO2材料以提高耐火與抗氧化特性。一般氧化鋁含量高、氧化鐵等雜質含量低的纖維制品呈純白色。陶瓷纖維的平均直徑為2-4微米。纖維細、密度小、導熱率低者使用溫度高。如纖維粗、密度大時使用效果不理想,纖維的熱穩定性指標更為重要。Al2O3-SiO2纖維各種產品在1260℃的線收縮范圍為35-88%之間。收縮量也直接影響到熱穩定性。
由于纖維導熱率低、密度小、重量輕,在設計建造窯爐時均采用較輕的鋼架支撐結構,從而使陶瓷窯爐的發展進入“窯爐輕量化”時代。纖維蓄熱小、適應快速升溫、冷卻燒成方式。纖維有柔性可加工成凹槽或開口的制品,且具有良好的抗機械震動與沖擊的能力,化學穩定性也較好,這些優點為新型窯爐的發展,并波及到陶瓷工業、行業的發展產生重要的推動作用。
目前陶瓷纖維制品有:氈、毯、板、組塊、散棉、纖維紙及真空成型的各種制品,工作范圍一般在800-1450℃。特殊情況下可短期在極限溫度以上的高溫下使用。阿爾賽陶瓷纖維高溫板,采用日本三菱1600纖維毯為原料,最高使用溫度可以達到1800℃。
2)砌筑纖維通常有兩種方法:一是將纖維毯、板一層一層層鋪,再用螺栓鉚接起來,一般在1220℃以下采用,這種方式錨固件從爐壁一直通到高溫區,錨固件本身也導熱使用壽命短,已經逐漸被第二種方法替代。第二種方法是采用纖維組塊,即用纖維毯折疊或層疊而成的模塊用錨固件固定,通過螺栓焊接在爐壁上。錨固件處于低位區域,使用壽命長。纖維組塊因緊挨爐殼到熱面均為同樣材料,節能效率更高,施工快捷并且維修方便,性價比更高。阿爾賽專業團隊可以針對不同窯爐做專業化設計,從生產到施工一體化服務。
3)發展前錦展望:由于能源價格不斷上漲,燃料成本將成為扼制陶瓷業發展的瓶頸,節能愈加重要,人們對窯爐熱損失愈來愈關心,有的直接在原有耐材內襯表面加貼一層耐火陶瓷纖維以提高熱效率。再加貼前,必須將爐壁上明顯的裂紋或剝落部位修復好。不過隔熱耐火磚與耐火纖維也不能任意濫用。迄今為止如堿性吹氧煉鋼爐、水泥回轉窯等內襯,由于高溫化學侵蝕嚴重,都暫時不能用纖維作內襯。
對于連續加熱設備如陶瓷隧道窯,早已實現了采用耐火陶瓷纖維用作連續加熱設備的內襯,據有關資料報道,加快推板窯與隧道窯中采用耐火陶瓷纖維節能效果都很顯著。尤其是超高溫加熱,如燒成溫度在1500-1650℃的窯爐中,采用耐火纖維的節能效果最佳。
目前,歐美及日本的套現窯爐設備全部采用陶瓷纖維內襯。不久前日本將燃氣隧道窯分解為諸如車廂結構進行分節制造,然后再運抵瓷廠施工現場組裝,這一切都是由于采用陶瓷纖維材料,大大節省了窯爐造價,更簡便的緣故。從材質改型方面推進陶瓷纖維制品節能效果的研究也正在進行中。
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