硅酸铝纤维制品的特性及其应用

硅酸铝纤维制品的特性及其应用

1、概述
    硅酸铝纤维制品是60年代初期发展起来的一种纤维状的轻质耐火材料。按其结构形态来说它属于非晶质（玻璃态）纤维。它是以硬质粘土熟料或工业氧化铝粉与硅石粉合成料为原料，采用电弧炉或电阻炉熔融，经压缩空气喷吹（或甩丝法）成纤而制成的。其化学组成主要为三氧化二铝（30～55%）和二氧化硅。经再加工成毯、毡、板、纸、绳等制品及各种预制块及组件等。

2、分类及特性 
    2.1低温硅酸铝纤维：一般Al2O3含量大于40%。这种纤维生产成本低、收缩率高、有害杂质含量要求不严、售价便宜，仅比矿物纤维略贵，但耐热性较矿物棉好。使用温度700～800℃，为工业炉复合炉衬提供了有利条件，解决了一般纤维状隔热材料不能承受使用温度700～900℃间的空档。
    2.2普通硅酸铝纤维：以天然硬质粘土熟料为原料，纤维Al2O3含量≥45%，有害杂质含量3%～4%。纤维使用温度1000℃。
    2.3高纯硅酸铝纤维：以工业氧化铝粉与硅石粉的合成料为原料，使有害杂质含量<1%。不仅使用温度高于普通硅酸铝纤维，且适用于还原性气氛。纤维使用温度1100℃。
    2.4高铝纤维：以工业氧化铝粉与硅石粉合成料为原料。纤维Al2O3含量≥55%，有害杂质含量<1%。由于纤维Al2O3含量较高，并使纤维中Al2O3与SiO2含量的比值接近于莫来石组成，减少了方石英析晶量，从而提高纤维耐热性及抗热振性能。纤维使用温度1200℃。
    2.5含铬硅酸铝纤维：在高纯硅酸铝纤维合成料中加入3%～6%三氧化二铬，以抑制非结晶纤维受热条件下出现的析晶变化，故又称铬稳定化纤维。纤维使用温度1200℃。
    2.6含锆硅酸铝纤维：在氧化铝粉及硅石粉合成原料中加入锆英砂，使纤维中ZrO2含量达12%～15%。纤维使用温度提高到1300℃。

3、主要生产方法及工艺流程
    3.1主要生产方法
    硅酸铝纤维原料的熔融一般采用电炉作为熔化设备，主要有电阻炉和电弧炉两种。纤维的成形方法分为喷吹法、甩丝法和甩丝-喷吹法等。
    3.2 工艺流程
    电弧法喷吹成纤、湿法制毡工艺：
    合格配合原料加入电弧炉中熔融，形成流股，流股经压缩空气或蒸汽喷吹后成为纤维，经过除渣器除渣后，集棉形成成品纤维。成品纤维被送入搅拌槽旋涡除渣后，被送至贮料槽，施加粘接剂后形成浆料。浆料经压机模压或真空吸滤，干燥形成硅酸铝棉成品。
    电阻法喷吹（或甩丝）成纤、干法针刺制毯工艺：
    硅酸铝纤维干法针刺毯，根据其成纤方法不同，有两种生产工艺；电阻法喷吹（包括平吹和立吹）成纤、干法针刺制毯工艺；电阻法甩丝成纤、干法针刺制毯工艺。
    "针刺制毯"是借鉴无纺针刺工艺技术开发而成，散状纤维坯送入针刺机针刺时，由于刺针上钩状针脚，使纤维层互相紧密交织，以提高纤维毯的抗拉强度及抗风蚀性能。

4、硅酸铝棉及其制品的标准指标：
    GB/T 16400-1996《绝热用硅酸铝棉及其制品》规定产品指标中物理性能有：长度、宽度、厚度、密度、含水率、渣球含量、导热系数（平均温度500℃）、抗拉强度、加收缩率。另外不同种类棉的化学成分也不*相同。
5、国内应用情况
    硅酸铝纤维材料已在冶金、建材、机械、石油、化工、电子、船舶、交通运输、轻工等部门行到广泛的应用，并用于宇航及原子能等科学技术。我国的硅酸铝棉工业始于70年代初，经过20多年的发展，国内硅酸铝棉及其制品的生产和应用已形成了完整的系列，生产技术已接近水平。如德清县物通耐火材料有限公司的部分产品已出口欧美等国。硅酸铝纤维及其制品以其优良的绝热保温性能、方便快捷的施工方式被广泛应用于各类高温窑炉的保温，使用温度可从700℃到1400℃。国内目前硅酸铝棉及其制品产量约为3万吨/年。