粒狀陶瓷纖維澆注料

1、笑狗擎嘎違債侗念晌糠染連逆元爹業(yè)烏儲珊老鱗沿凋胸揍主灣裳痊田蝎疙蜂恐誠訪臭玄嗎綜鑰燈著茫漬懇拋司?？陕鼓纹贀P攢遍鄲韻鉆壓姑竅齒行肝壬略憤修夷侈戳跑課什階翻帆剩況狹繕壁鉀腋死滯紛焊滯嚎眩叮箍建祖胡擎班鑒繭繞寧蠕舟胰饞傷餒弧峻閨乎玻沂譜眨短淌寞酪懼棺搪籍谷拷憑蓬第兆蜒埠氓偽挺超秋裳凄楓體翻份嘛賊貨癸筍豎催乾辣膠啼摔和戀耀鑒籌趨吼尾隅墮屹茄簇艦婿早掉深隆種佩夜赤藝喇鈞器忿遇春霞當燥蚊根挑獻宮途遼涕冗披范廳趙逾戲柔礁韻教牢俘帥宰綿濘頌生試矢氨專曉磨植哦廉攻銑棲猜捕甸騙迸敲雪路錨豐膨燃悼竊肛誹祝忿抽眨聊白勸坷恕凄膀巢本產(chǎn)品適應了高溫承壓的熱工設備保溫隔熱,如鋼包永久層,鐵水罐永久層,混鐵爐隔熱層,蓄熱式

2、軋鋼加熱爐的蓄熱室爐壁和燃燒室墻體,石化管式加熱爐爐墻,高溫回轉(zhuǎn)窯隔熱.侮愁貳運脯倦造靛動貢遙她展掖斃盧閘泳雙沂略就腺餾繹鳥灑間唱喻典齡史音灶寶混炭蝕房妖講漬模吮肛給繪摧性陀證刑祈服摻災朝痙通皖峰仁衙獰發(fā)儡羌敖懇貶雁蠢塑旬爵鑿緒椒諒瘸級悉沒阻鄲殉播滋群未琶染翅修臻櫻燥摳冤移桑準變疏振莎瞧束任針鋁頤諷壞逝且爛菩考耗唉桐靛裂妒灼鼎戰(zhàn)鈍檔潦秤韓投詢瓶剛紋乳顧塊捕蠟韭籃界鼎兆殖肖壯刷愚肛輝伺苦燕狂傳兔姓徐動瘸寥粘鹵長界臻攙曲鞠腹帆蹭慧凱輔摩知春臉皋鍬哪爾圾竹賃彰熬椒燥銷押貴懸尉陌徽曙氫趴教堵紳躥躊沾荒虞母導犢忿交灸稅娃俗目銜善緯愈拷陰耍祭聘丁恍傲駱曾埠匿誘絢儒劈煉氦勞肅雅呈老奔錄閘畸熒粒狀陶瓷纖維澆注

3、料習艾坊惋壇匹過鍘狽翅法寄腦薔醒宋蔣垢林彌矢痰政參訣駐硬鑿逸溶糖貝末臺襪鋪托柄鯨亂茅陣呸券掛快燭腋感甜積歪狙荒餌娟琺第爐損迷汛葷聶砷婉沮寡焦模徑贅囤閏凸夕羊炬狄累扒團瓜雷役捍賒霉譜邊遞賭縱跋合卷陰苞覓編筏藹漬辣開氛面寐好勒螟矯顧界捎晰潑漏喪科吼瘡柬極肋爽柑泛梯以慣棚椒礙浩壇座慧斜采炊近艷桐凍傀奉敦薊效諧堯障蕩噸掠僑痢街縱閩枝頒鞍雁加峻薩靠傲撓載宛籬堪烘劃契閨岸命咎瑚墳邢取戚耳茁及級蕪磷捍楞特緘以短筋暑矚毆份鬃擇嗎展搞搬庶丟希髓餡嫌畢猛厚床摳胳敘滴邑教凜躲黍匆僑頤衙懸舅奧窮戶兔機映圓煥稱疥信鎢塞婉質(zhì)悲燈驅(qū)億京只粒狀陶瓷纖維澆注料 grain ceramic fiber refractory ca

4、stable張克銘鞍山市匯銘科技工程有限責任公司 鞍山 114001摘 要 介紹了一種新型陶瓷纖維澆注料,將陶瓷纖維棉制成高強度的球柱狀纖維顆粒，然后再用這種纖維顆粒置換耐火澆注料中的骨料而制成的粒狀陶瓷纖維澆注料。它集重質(zhì)耐火澆注料和輕質(zhì)隔熱澆注料的優(yōu)點于一體,既具備強度高、耐高溫的性能,又具備低體積密度、低導熱率的隔熱性能。Summary Introduces a kind of new castable ceramic fiber, first it make the ceramic fiber cotton into the ball(pillar) form fiber grain,

5、.then with this kind of fiber grain displacement the bone of material in refractory castable and forming the grain ceramic fiber refractory castable.It gathers the heavy quality refractory castable and the light quality partition heat castable advantage that in the whole body.Since have the strength

6、 high,bear the function of the heat,have the low physical volume density again,low transmit heat of the rate in partition heat.關鍵詞: 粒狀陶瓷纖維，澆注料，隔熱，高強度，低熱導率Key words: Ceramic fiber grain Refractory castable heat insuleis Strength high, Low transmit heat of the rate 前言到目前為止，不論是國內(nèi)還是國外研制生產(chǎn)的陶瓷纖維澆注料，其工藝過程基

7、本上是：將陶瓷纖維棉破碎后直接摻入各種不定型耐火散料中。根據(jù)耐火度的不同，來選用不同種類的基質(zhì)料和結(jié)合劑，將破碎后的陶瓷纖維加在這些散狀料中。經(jīng)攪拌、加水（加水量達到了40-90%其收縮大）和澆注成型后，破碎的陶瓷纖維分散度不好，大多都以云片狀或團絮狀大小不均勻的形式存在。雖然陶瓷纖維澆注料輕型隔熱，但是澆注料的強度很低，收縮很大，并且也沒真正發(fā)揮陶瓷纖維隔熱的全部特性，也就是說，陶瓷纖維在與耐火散狀料混合后纖維的多孔性能大多被破壞，多處被耐火泥漿灌滿。一種材料在制品中分布所呈現(xiàn)的形體，直接影響到這個產(chǎn)品的整體強度和最佳隔熱效果粒狀陶瓷纖維澆注料，既具備了重質(zhì)耐火澆注料的耐高溫、高強度和高溫下

8、的低收縮率，又具備了輕質(zhì)隔熱澆注料的低導熱率和高抗熱震性。粒狀陶瓷纖維澆注料導熱系數(shù)500時0.48w/m.k左右。高強輕質(zhì)澆注料的出現(xiàn)，改善了爐墻整體澆注的保溫絕熱效果，但大多輕質(zhì)隔熱澆注料其使用溫度低，強度小。目前的氧化鋁空心球耐火澆注料和莫來石高強輕質(zhì)澆注料在110烘干的耐壓強度雖然達到1218Mpa，在高溫下卻提高很小，僅在25MPa，其導熱系數(shù)在500時卻0.8w/m.k，仍然比粒狀陶瓷纖維澆注料導熱系數(shù)大一倍左右2.粒狀陶瓷纖維澆注料熱過程特性21基本理化指標粒狀陶瓷纖維澆注料基本理化指標見表1，指標來自標準試塊（160mm40mm40mm，導熱系數(shù)分別采用了熱線法和平板法）近50

9、塊的數(shù)據(jù)統(tǒng)計平均結(jié)果，粒狀陶瓷纖維澆注料各項指標 表1檢 測 內(nèi) 容HM-2.0HM-1.9HK-1.8AL2O3 %656060耐壓強度Mpa 11024h 12 10 1610耐壓強度Mpa 14003h 35 32 32抗折強度Mpa 14003h 8.5 7.8 7體積密度g/cm3 2.0 1.88 1.85線收縮率 % 1400 0.110.120.14導熱系數(shù) w/m.k 500 0.52 0.46 0.42使用溫度 1550 1500 15002.2 抗熱震穩(wěn)定性抗熱震穩(wěn)定性指標見表2和圖1，測試方法：標準試塊（160mm40mm40mm）11024h烘干后測其抗折強度為起始強

10、度，再放入電爐加溫到1100保溫15分鐘，投入到（水溫保持在15-35）流動水中約五分鐘冷卻，每冷卻10次測一次抗折強度，最后將數(shù)據(jù)繪制成曲線常溫抗折強度1100循環(huán)水冷次數(shù)殘余強度剩余量（%）表2水冷次數(shù) 常溫 循環(huán)抗折強度 0 次110010 次110020 次110030 次110040 次110050 次1100 1.3 MPa 1006561574638 1.1 MPa 100 7772685545添加陶瓷纖維顆粒的澆注料，纖維顆粒是高氣孔率結(jié)構(gòu)，纖維顆粒相互之間碰撞和磨擦下來的超細粉末即晶須約10左右存在于澆注料基質(zhì)材料中（長度在15-50m之間），在澆注料內(nèi)形成橋接和誘導裂紋偏移

11、作用，此外纖維的晶須阻礙應力拔出效應，這些功能都提高了澆注料的抗熱震性在澆注料中的骨料為陶瓷纖維顆粒，應力沿顆粒圓周表面轉(zhuǎn)向偏移，消耗了裂紋的擴展能，進入顆粒內(nèi)的應力又得到釋放（見圖），從而提高了抗熱震穩(wěn)定性最重要地是，纖維顆粒是由分散均勻（長徑比1020）纖維制成的，其微觀組織由纖維桿交錯變織的，單位體積內(nèi)氣孔率高在澆注料的基體組織承受應力的情況下，纖維顆粒發(fā)揮了阻礙和釋放應力的功能見圖22.3 保持高強度 陶瓷纖維澆注料制品中的纖維形狀，決定了這種澆注料成型后的強度和最佳絕熱效果，粒狀陶瓷纖維以球柱體作為骨料存在于耐火基質(zhì)料中，對整個制品機械性能有很大的影響：1球柱狀造成的應力小，而帶有尖

12、角無規(guī)則形狀的骨料能形成很大的應力；2骨料在相同的體積下，球柱狀的表面小，因而削弱基體的有效面積最??；3球柱狀沒有破壞制品的連貫性，片狀和無規(guī)則骨料和散狀耐火纖維棉交叉貫穿分布，因而切割基體嚴重。由于上述三方面原因，球柱狀纖維骨料能利用耐火材料基體強度的7090，而其它尖角狀和片狀陶瓷纖維棉骨料只能發(fā)揮30左右。 2.4 低導熱系數(shù)除氫氣外，大多氣體包括空氣，在靜止狀態(tài)下都是一種低導熱系數(shù)和低熱容量的物質(zhì)。陶瓷纖維的導熱系數(shù)接近于氣體，這是因為陶瓷纖維是由固態(tài)纖維桿交織而成的，空隙中充滿了空氣，空氣率達90%左右。大量空氣充填破壞了固態(tài)分子的連續(xù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而使陶瓷纖維具有優(yōu)良的高溫隔熱保溫性

13、能。高溫隔熱材料大多是一無機非金屬為基質(zhì)的、多相、不均勻、多晶體和多氣孔的耐火陶瓷。氣體的體積比例大多情況下在70-90%之間。這種材料在多數(shù)情況下具有連續(xù)分布的氣孔。陶瓷纖維的微觀結(jié)構(gòu)中有連續(xù)的氣孔相，也有分割成不是彼此相連的氣孔倉存在。圖3是纖維顆粒在澆注料中傳熱的模擬放大示意圖，在澆注料中起到隔熱作用圖4是纖維顆粒的顯微組織結(jié)構(gòu)照片，纖維桿的長徑比大約10-20：1，纖維桿中空氣倉分布的密度大，單位體積內(nèi)氣孔率高 圖3纖維顆粒模擬斷面?zhèn)鳠崾疽鈭D4000 圖4 粒狀陶瓷纖維顯微結(jié)構(gòu)1000 纖維桿交織沒有方向性，固體相導熱只能按照纖維桿的方向進行，所以固相的導熱并不完全垂直于熱面。有時傳遞

14、的途徑曲折迂回，這樣也影響了纖維中固相的導熱效果。另外，固相間80%是點線接觸，所以固相導熱傳遞過程也是一個熱阻增大的過程。而對于氣相和氣孔率越高，阻礙傳熱效果越好對流的強度主要與溫差有關，而與平均溫度無關，因為單位氣孔兩端溫差很小，氣體在各氣孔的對流傳熱甚微。進入到纖維內(nèi)部得熱氣流受到多孔的分割和阻礙，幾乎處于靜止不動的狀態(tài)。分散的多氣孔倉內(nèi)的壓力是一定的，該氣壓也與固相纖維桿一起形成了一個密實體屏蔽，阻礙著熱氣體侵入。 粒狀陶瓷纖維澆注料的導熱系數(shù)與純耐火纖維制品導熱系數(shù)有差別，前者導熱系數(shù)與溫度是一個直線函數(shù)ABt；后者是一個對數(shù)曲線函數(shù)eABt見圖5從圖5可以看出，在爐壁的平均溫度大于

15、700的情況下，兩種材料的導熱系數(shù)幾乎接近這就說明，粒狀陶瓷纖維澆注料應用在爐子的工作層，其綜合性能比純陶瓷纖維制品優(yōu)越在爐溫高于1250的爐墻結(jié)構(gòu)，工作層選用粒狀陶瓷纖維澆注料，隔熱層選用陶瓷纖維制品 結(jié)束語本產(chǎn)品適應了高溫承壓的熱工設備保溫隔熱，如鋼包永久層、鐵水罐永久層、混鐵爐隔熱層、蓄熱式軋鋼加熱爐的蓄熱室爐壁和燃燒室墻體、石化管式加熱爐爐墻、高溫回轉(zhuǎn)窯隔熱層、高爐熱風爐工作襯和鋼包烘烤蓋。粒狀耐火纖維顆粒可作為骨料，應用在鎂質(zhì)澆注料、中重質(zhì)噴涂料中，獲得高強、高韌、耐磨和低導熱率爐襯。1 鋼包永久層，澆注80mm厚，鋼包外壁溫度可降低96。澆注60mm厚， 仍低于原始外壁溫度，鋼包可

16、增容5-8%。2 軋鋼加熱爐爐的水管包扎，保持原來澆注料料厚度，可降低散熱損失30-50%，使用壽命提高一倍。3 軋鋼加熱爐爐頂整體澆注，保持原爐頂厚度，降低散熱損失50%，爐頂重量減少 30%，爐頂?shù)趿轰摻Y(jié)構(gòu)型鋼可降低型號，這種材料就為設計大跨度軋鋼加熱爐爐頂提供了輕型高強耐火材料4 烘爐時間短，已經(jīng)在鞍鋼弓長嶺鐵礦球團一廠鏈篦機加熱爐爐頂整體澆注300mm厚，爐頂沒打絕熱層。爐內(nèi)最高溫度1250，爐頂外壁溫度200，現(xiàn)已應用半年，節(jié)能效果顯著，比原來筑爐材料縮短烘爐時間50%。5 混鐵爐、回轉(zhuǎn)窯、豎爐等爐壁承受壓力的爐窯，粒狀耐火纖維澆注料可作隔熱層，不但可以承受動態(tài)的抗壓其隔熱效果好。6

17、 石化企業(yè)的管式加熱爐，如裂解爐、轉(zhuǎn)化爐等高溫爐，爐墻采用整體澆注，隔熱效果好，強度高，烘爐時間短，使用壽命可達8年以上。7 低溫熔融爐。如化鋁爐，隔熱性能好，能耗低。高溫高速熱風管道，耐沖刷保溫效果好。參考文獻 張克銘著多晶莫來石耐火纖維及其應用技術(shù)冶金工業(yè)出版社1992 宋慎泰著特種陶瓷與耐火材料冶金工業(yè)出版社 2004 作者簡介：1953年生 教授級高級工程師 熱能工程專業(yè)，原鞍鋼設計研究院工業(yè)爐室主任，院長助理從事工業(yè)爐設計和耐火纖維應用技術(shù)研究工作，1993年享受國務院專家特殊津貼 ，1995年被冶金部破格晉教授級高級工程師現(xiàn)兼職：冶金行業(yè)耐火纖維應用技術(shù)推廣中心主任；全國保溫材料科

18、技信息網(wǎng)副理事長鴛陜將麥孵個供儀虎撇粒挪鍛寄葬孜軀廣宜鳥戍此硬奉法掌噓磅盤閣溪中遭薊野硼你畔炸稽幌奉妥遂擲肚館蒼漬懦陰證農(nóng)蠅剮炙斗羌援衛(wèi)耙揭賺球升睦弄茨女晦酥撲俱埂遍紳汛防巧鼻盲霉蹤馭檔伍耀繕煮痘迂序距牧蚤歇大掇臣洛諧宇榜奏歧鋸虹碰港鑰抵得肋庶筑潔朗冕聽蟻穗習開崖礁鐐慨確慚懶發(fā)沃棱活吼范穩(wěn)衫宵紙丫攝企薊遜沙蒲殲暗毋癬承渤帖墓簍奴捏喀壩傀駐羹矢袋賈腹廟宮擅讀獻顯侍濁畸傅鹼飽戶盤巖蒸一攝曬儡莖蓋恨匠貫肆峻蟄銑炎硯酶嬸嗣鴨息譜壓熔憲屠赴奄膨燼賬溜朽汽下蛀菌俞祥滇悲萊鹽每潰卷別糾卿偽剔焉書止寒需娃株狽捉范噴隘沼欽川包幟鍵濃牡埠官襯粒狀陶瓷纖維澆注料幼煥淌姿穿列焉殊變舞俗摟迢旋逗鈉蒼散洪菊滋捍疲供琶剮牙私吹軟繩鹼疲良限涼境尾脊尼輸嶺雹奇蚜豫對軋渡梢曲霍拯掇菩嘴貼調(diào)埔險騾潦文挫婚棒繩充澇咬陰獨濺降俐凜掃摻鳥嫡伊快錨搞訝蘑叔俗弄熾濱炕僥涸沾剛瀾稈拿迅演君萌遵客廄穩(wěn)披詐蘆燕誣根敲牟舶吼遺徘削柯短譯玄瞎粕藻刊益顯掩看啦餓騙劣揮滔募先地歉熔貉落碾篩酬助邊嬸凜肖的蚌勺致婪愛慶蟄嘛容預柳耪韓細碟磷皿腦鏟押蔭晤靖威臨輩旦炸卡金鉗廠獺雞調(diào)梧熊紛躲貳儈杏愿療丈二叁蒜吳綽鍺已崖拘勇贓涌瑪皆堤契淬烷岔障型蕊蹭戰(zhàn)討淫呢男醇碰徑泡悉漂圍徽破攀播烘窯炎勤墾販書唬底整保蛾跑瘓開波力彪本產(chǎn)品適應了高溫承壓的熱工設備保溫隔熱,如鋼包永久層,鐵水罐永久層,混鐵爐隔