多晶莫來石耐火纖維在鐘罩窯上的應用

摘要：本文概述了國內外多晶莫來石纖維的發展情況，重點論述了多晶莫來石纖維的形成機理和特性，指示了它在鐘罩窯上
應用獲得成功，對其節能效果進行了詳細的分析，并就纖維的結構和安裝提出了改進意見，最后，預示了多晶莫來石纖維的發展前景。

　　1、引言 
　　高溫窯爐砌筑材料的選擇，是影響窯爐熱效率的重要因素之一。為了提高窯爐的熱效率，目前國際上有從致密重質型向輕質或輕重相結合型發展趨勢。其中采用超輕質陶瓷纖維作窯爐內襯，已從實驗走上實用階段。工業窯爐特別是間歇窯上采用陶瓷纖維也是工業窯爐在技術上的一項重大改革。 

　　2、多晶莫來石纖維發展概況 
　　陶瓷纖維以其良好的隔熱性能和易于施工的優點，被譽為節能的新型材料，也是國家作為重點推廣的新技術、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們的重視。在普通硅酸鋁纖維、高純硅酸鋁纖維、高鋁纖維和高純含鉻硅酸鋁纖維相繼出現之后，70年代初期，國外又試制成功晶體纖維（多晶氧化鋁纖維和多晶莫來石纖維等），目前，浙江歐詩漫晶體纖維 有限公司已成功開發高性能HPMF多晶氧化鋁纖維。多晶莫來石纖維（簡稱PMF）是由莫來石(MeIIite)微晶體構成的高溫耐火纖維，它集晶體材料和纖維材料于一體，具有較高的熱穩定性和纖維材料于一體，具有較高的熱穩定性和彈性，可耐1500高溫，是一種新型超輕質的隔熱材料。纖維制品容重是耐火磚的1/25，導熱率是耐火磚的1/6，化學性能穩定，做高溫窯爐和熱工設備的砌體可節能5-40%。 

　　晶體陶瓷纖維研制發展是在70年代初期，由于化學、陶瓷、冶金工業及航天工業的技術發展要求能在更高溫度下使用纖維材料。最早研制并建成規模工廠的是英國I.C.I公司，生產牌號“Saffil”氧化鋁纖維，A1Ot和SiO，含量分別為95%和5%，主要晶相為剛玉相，1980年產量達500噸。在這以后，美國、日本、蘇聯等工業發達國家也相繼研制并建成具有一定規模的工廠。如英、美聯合舉辦世界上最大的耐火纖維公司之一的金剛砂公司（也譯為碳化硅公司），推出牌號為“Fiber-Max”多晶莫來石纖維，它含A120372%、Sio227%，使用溫度達1600-1700oC，并相應研制開發出多晶纖維和非晶態纖維制成混合制品，已成功地用在鋼鐵、化工等1500oC左右的陶瓷窯爐上。這種晶體纖維生產難度大，目前世界上只有美、英、蘇、日4國能生產，年產量達1400噸。

　　1986年9月28日，浙江歐詩漫晶體纖維有限公司的“年產10噸多晶莫來石纖維中試”項目，通過了浙江省科委技術鑒定，1990年12月28日在浙江杭州通過了冶金部多晶莫來石纖維應用技術、研究技術鑒定，成為我國唯一生產多晶莫來石纖維的 公司。該產品主要技術指標（包括纖維直徑、容量、高溫收縮率），經浙江大學現場測試，相當于美國金剛砂公司生產的“Fibermax”多晶莫來石纖維指標，已達到80年代初期國際先進水平。

　　3、多晶莫來石纖維主要特性 
　　多晶莫來石纖維和普通硅酸鋁纖維、氧化鋁纖維同屬A1203-Sio2系耐火纖維，這些纖維在980oC以上就會產生石英、莫來石、剛玉三種晶體。由不同晶體構成的纖維具有不同的使用溫度特性，見表1。

　　在高溫條件下，因方石英發生體積變化所產生巨大應力，足以使纖維結構碎裂粉化，這是造成硅酸鋁纖維不能承受1000oC以上高溫的主要原因。由莫來石和剛玉兩種晶體構成的多晶纖維，有效地避免職上友誼賽缺陷，把使用溫度極限提高到1450-1500oC。 

　　　　表1 　　　　　　　　　　　　　各 種 晶 體 纖 維 的 高 溫 特 性