目前在國外陶瓷纖維的應(yīng)用帶來了十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益,導(dǎo)致陶瓷纖維的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,一些主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家的陶瓷纖維產(chǎn)量繼續(xù)保持持續(xù)增長的發(fā)展勢(shì)頭,其中尤以玻璃態(tài)硅酸鋁纖維的發(fā)展最為迅速。隨陶瓷纖維應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大發(fā)展應(yīng)用,導(dǎo)致陶瓷纖維制品的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生重大改變.如陶瓷纖維毯(包括纖維塊)的產(chǎn)量由過去占陶瓷纖維產(chǎn)量的70%下降至45%;陶瓷纖維深加工制品(如纖維繩、布等纖維制品)、纖維紙、纖維澆注料、可塑料、涂抹料等纖維不定形材料的產(chǎn)量大幅度增長,接近于陶瓷纖維產(chǎn)量的15%。陶瓷纖維新品種的開發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用,大大促進(jìn)了陶瓷纖維的應(yīng)用技術(shù)和施工方法的發(fā)展。
陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料,具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱小及耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),因而在機(jī)械、冶金、化工、石油、交通運(yùn)輸、船舶、電子及輕工業(yè)部門都得到了廣泛的應(yīng)用,在航空航天及原子能等尖端科學(xué)技術(shù)部門的應(yīng)用亦日益增多.發(fā)展前景十分看好。陶瓷纖維在我國起步較晚,但一直保持著持續(xù)發(fā)展的勢(shì)頭,生產(chǎn)能力不斷增加,并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品系列化,我國已發(fā)展成為世界陶瓷纖維生產(chǎn)大國。
陶瓷纖維的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
早在1941年,美國巴布考克·維爾考克斯公司就利用天然高嶺土經(jīng)電弧爐熔融后噴吹成了陶瓷纖維。20世紀(jì)40年代后期,美國有兩家公司生產(chǎn)硅酸鋁系纖維,并第1次將其用于航空工業(yè)。進(jìn)入50年代,陶瓷纖維已正式投入工業(yè)化生產(chǎn),到了60年代,已研制開發(fā)出多種陶瓷纖維制品,并開始用于工業(yè)窯爐的壁襯。
1973年全球出現(xiàn)能源危機(jī)后,陶瓷纖維獲得了迅速的發(fā)展,其中以硅酸鋁系纖維發(fā)展最快,每年以10%~15%的速度增長。美國和加拿大是陶瓷纖維的生產(chǎn)大國,年產(chǎn)量達(dá)到了10萬t左右,約占世界耐火纖維年總產(chǎn)量的1/3。歐洲的陶瓷纖維產(chǎn)量位于第三,年產(chǎn)量達(dá)到6萬t左右。在年產(chǎn)30萬t的陶瓷纖維中,各種制品的比例大致為:毯和纖維模塊45%;真空成型板、氈及異形制品25%;散狀纖維棉15%:纖維繩、布等織品6%;纖維不定形材料6%:纖維紙3%。
我國陶瓷纖維生產(chǎn)起步較晚,在20世紀(jì)70年代初期, 自1986年開始.我國通過對(duì)引進(jìn)的陶瓷纖維生產(chǎn)設(shè)備和工藝消化、吸收,并結(jié)合國情研制、箱式爐設(shè)計(jì)建成了不同類型的電阻法甩絲(或噴吹)成纖干法針刺毯生產(chǎn)線82條,安裝在45家企業(yè)內(nèi)。
年產(chǎn)量已達(dá)到10萬t以上,成為世界最大的生產(chǎn)國。管式爐產(chǎn)品品種多樣化.除批量生產(chǎn)低溫型、標(biāo)準(zhǔn)型、高純型、高鋁型等多種陶瓷纖維針刺毯及超輕質(zhì)樹脂干法氈(板)外.還可生產(chǎn)14%~17%ZrO2的合鋯纖維毯。其使用溫度可達(dá)1300℃以上。
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80年代末期,日本直井機(jī)織公司、車鐵及英特萊等機(jī)織品公司相繼在北京投資建成了陶瓷纖維紡織品專業(yè)生產(chǎn)企業(yè),并批量生產(chǎn)陶瓷纖維布、帶、扭繩、套管、方盤根等陶瓷纖維紡織品,纖維織品生產(chǎn)所需的散狀纖維棉及工藝裝備均已實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。90年代初,北京、上海、遼寧鞍山、山東、河南三門峽等地先后從美國、法國、日本等國引進(jìn)了陶瓷纖維的噴涂技術(shù)和設(shè)備;箱式電爐并在冶金、石化部門工業(yè)窯爐上應(yīng)用了陶瓷纖維噴涂爐襯,電爐節(jié)省了能耗,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,現(xiàn)已得到了普遍推廣,并在冶金、石化和機(jī)械等部門工業(yè)爐和加熱裝置中的應(yīng)用取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。與陶瓷纖維噴涂技術(shù)同步發(fā)展的陶瓷纖維澆注料、可塑料、涂抹料等纖維不定形材料,不僅已建有國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè),而且已在各類工業(yè)窯爐、加熱裝置和高溫管道上推廣應(yīng)用。
我國陶瓷纖維已處于持續(xù)調(diào)整發(fā)展的階段,陶瓷纖維的生產(chǎn)工藝與設(shè)備,尤其是干法針刺毯的生產(chǎn)工藝與設(shè)備具有世界先進(jìn)的含鉻、含鋯硅酸鋁纖維板,多晶氧化鋁纖維,多晶莫耒石纖維及混配纖維制品等新型陶瓷纖維與制品相繼開發(fā)成功,并投放了工業(yè)化生產(chǎn),使纖維狀輕質(zhì)耐火材料構(gòu)成了完整的系列產(chǎn)品。陶瓷纖維應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,致使高強(qiáng)度、抗風(fēng)蝕硬性纖維壁襯應(yīng)用日益普及。同時(shí),陶瓷纖維生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,也大大推動(dòng)了陶瓷纖維的應(yīng)用技術(shù)和施工方法的發(fā)展。
陶瓷纖維制品的應(yīng)用領(lǐng)域主要是加工工業(yè)和熱處理工業(yè)(工業(yè)窯爐、熱處理設(shè)備及其它熱工設(shè)備),其消耗量約占40%,其次是鋼鐵工業(yè),其消耗量約占25%。國外在提高陶瓷纖維產(chǎn)量的同時(shí),注意研制開發(fā)新品種,除1000型、1260型、1400型、1600型及混配纖維等典型陶瓷纖維制品外,近年來在熔體的化學(xué)組分中添加ZrO2、Cr2O3等成分,從而使陶瓷纖維制品的最高使用溫度提高到1300℃。此外,有些生產(chǎn)企業(yè)還在熔體的化學(xué)組分中添加CaO、MgO等成分,研制開發(fā)成功多種新產(chǎn)品。如可溶性陶瓷纖維含62%~75%Al2O3的高強(qiáng)陶瓷纖維及耐高溫陶瓷紡織纖維等。
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