多晶氧化铝耐火纤维在钟罩窑上的应用 （一）

摘要：本文概述了国内外多晶氧化铝纤维的发展情况，重点论述了多晶氧化铝纤维的形成机理和特性，指示了它在钟罩窑上
应用获得成功，对其节能效果进行了详细的分析，并就纤维的结构和安装提出了改进意见，最后，预示了多晶氧化铝纤维的发展前景。
　　1、引言
　　高温窑炉砌筑材料的选择，是影响窑炉热效率的重要因素之一。为了提高窑炉的热效率，目前国际上有从致密重质型向轻质或轻重相结合型发展趋势。其中采用超轻质陶瓷纤维作窑炉内衬，已从实验走上实用阶段。工业窑炉特别是间歇窑上采用陶瓷纤维也是工业窑炉在技术上的一项重大改革。
　　2、多晶氧化铝纤维发展概况
　　陶瓷纤维以其良好的隔热性能和易于施工的优点，被誉为节能的新型材料，也是国家作为重点推广的新技术、新材料之一。由于其材料本身的特性，大大地降低了能耗而引起人们的重视。在普通硅酸铝纤维、高纯硅酸铝纤维、高铝纤维和高纯含铬硅酸铝纤维相继出现之后，70年代初期，国外又试制成功晶体纤维（多晶氧化铝纤维和多晶莫来石纤维等），目前，浙江欧诗漫晶体纤维有限公司已成功开发高性能hpmf多晶氧化铝纤维。多晶莫来石纤维（简称pmf）是由莫来石(meiiite)微晶体构成的高温耐火纤维，它集晶体材料和纤维材料于一体，具有较高的热稳定性和纤维材料于一体，具有较高的热稳定性和弹性，可耐1500高温，是一种新型超轻质的隔热材料。纤维制品容重是耐火砖的1/25，导热率是耐火砖的1/6，化学性能稳定，做高温窑炉和热工设备的砌体可节能5-40%。
　　晶体陶瓷纤维研制发展是在70年代初期，由于化学、陶瓷、冶金工业及航天工业的技术发展要求能在更高温度下使用纤维材料。最早研制并建成规模工厂的是英国i.c.i公司，生产牌号“saffil”氧化铝纤维，a1ot和sio，含量分别为95%和5%，主要晶相为刚玉相，1980年产量达500吨。在这以后，美国、日本、苏联等工业发达国家也相继研制并建成具有一定规模的工厂。如英、美联合举办世界上最大的耐火纤维公司之一的金刚砂公司（也译为碳化硅公司），推出牌号为“fiber-max”多晶莫来石纤维，它含a120372%、sio227%，使用温度达1600-1700oc，并相应研制开发出多晶纤维和非晶态纤维制成混合制品，已成功地用在钢铁、化工等1500oc左右的陶瓷窑炉上。这种晶体纤维生产难度大，目前世界上只有美、英、苏、日4国能生产，年产量达1400吨。
　　1986年9月28日，浙江欧诗漫晶体纤维有限公司的“年产10吨多晶莫来石纤维中试”项目，通过了浙江省科委技术鉴定，1990年12月28日在浙江杭州通过了冶金部多晶莫来石纤维应用技术、研究技术鉴定，成为我国唯一生产多晶莫来石纤维的公司。该产品主要技术指标（包括纤维直径、容量、高温收缩率），经浙江大学现场测试，相当于美国金刚砂公司生产的“fibermax”多晶莫来石纤维指标，已达到80年代初期国际先进水平。
　　3、多晶氧化铝纤维主要特性
　　多晶氧化铝纤维和普通硅酸铝纤维、氧化铝纤维同属a1203-sio2系耐火纤维，这些纤维在980oc以上就会产生石英、莫来石、刚玉三种晶体。由不同晶体构成的纤维具有不同的使用温度特性，见表1。
　　在高温条件下，因方石英发生体积变化所产生巨大应力，足以使纤维结构碎裂粉化，这是造成硅酸铝纤维不能承受1000oc以上高温的主要原因。由氧化铝和刚玉两种晶体构成的多晶纤维，有效地避免职上友谊赛缺陷，把使用温度极限提高到1450-1500oc。
　　　　表1 　　　　　　　　　　　　　各 种 晶 体 纤 维 的 高 温 特 性