耐火纤维是一种新型耐火保温材料。它重量轻,耐高温,导热系数低,比热容小,蓄热少,耐热冲击,是一种柔性材料。根据原料不同,有硅酸铝、石英、氧化铝和石墨等耐火纤维。
一般电炉使用硅酸铝耐火纤维,而高温热压炉、高温真空炉和气氛压力烧结炉多采用石墨纤维。
使用*广的普通硅酸铝耐火纤维,是将焦宝石、铝矾土等在2000C的电弧炉中熔化后,以细股流出,用压缩空气高速吹出或用高速旋转轮甩成散状纤维,纤维直径为几微米,长度为几毫米至几十毫米,除去渣球后,加入0.3%一0.5%的结合剂(无钠甲基纤维素、天然橡胶乳液),作成毡、毯、板、纸和绳等制品。
普通硅酸铝纤维,属于介稳定结构,加热过程中有方石英和莫来石晶体析出,随着析晶量增加,晶粒逐渐长大,纤维收缩,失去弹性,引起粉化,无法使用。
为了减少纤维析晶量,提高使用温度,应尽量减少杂质含量。碱金属、Fe203、Ti02等杂质会降低纤维熔点和促进纤维再结晶。在A1203/Si02比值接近1,加入3%--6%的Cr203,可抑制析晶和晶粒长大,使用温度达1200C。高铝纤维的析晶相主要为莫来石晶体,它长大倾向小,因此,高铝纤维的使用温度可达1200—1300C。
上述纤维都是玻璃质纤维,长期使用温度为1000一1200C。另一种是多晶质耐火纤维,可分为两种:
(1)多晶莫来石纤维:A1203为72%---74%,在高温下,微晶莫来石稳定,仍有弹性,*佳使用温度为1300。
(2)多晶氧化铝纤维:A1203为95%,长期使用温度为1400C,*高使用温度为1600C。
耐火纤维的特征如下:
(1)使用温度高:长期工作温度为1000—1200℃。
(2)隔热性能好:导热系数一般为轻质砖的1/5一1/1.5。做炉衬可减少墙壁厚度l/3—1/2。节约能耗15%一30%以上,缩短生产周期40%以上。
(3)体积密度小:仅为耐火砖的1/20一1/5,节约钢材,炉膛升温快,炉衬蓄热少,是轻型电炉。电炉向全轻质化方向发展,对于节能具有十分重大意义。加热炉尤其对间歇式电炉,节能效果更加显著。
(4)耐热震性能好:它富有弹性,柔软,能抗热冲击和振动,并能消除热应力。
(5)隔音好:能减少噪音,作为高温消音材料。
(6)化学稳定性好:除氢氟酸、强酸、热碱侵蚀外,一般酸碱均不侵蚀。
(7)绝缘性能好:可做高温绝缘材料。击穿电压5—5.5V/mm。
(8)对熔融金属不润湿:对铝、铜、锡、铅等金属熔液不润湿,可用于这些金属的冶炼。
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