目前在國外陶瓷纖維的應(yīng)用帶來了十分顯著的經(jīng)濟效益,導(dǎo)致陶瓷纖維的應(yīng)用范圍日益擴大,一些主要工業(yè)發(fā)達國家的陶瓷纖維產(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、比熱小及耐機械震動等優(yōu)點,因而在機械、冶金、化工、石油、交通運輸、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)展的勢頭,生產(chǎn)能力不斷增加,并實現(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
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.我國通過對引進的陶瓷纖維生產(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1300℃以上。
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80年代末期,日本直井機織公司、車鐵及英特萊等機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)濟效益,現(xiàn)已得到了普遍推廣,并在冶金、石化和機械等部門工業(yè)爐和加熱裝置中的應(yīng)用取得了成功的經(jīng)驗。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)用范圍的不斷擴大,致使高強度、抗風(fēng)蝕硬性纖維壁襯應(yīng)用日益普及。同時,陶瓷纖維生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,也大大推動了陶瓷纖維的應(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,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的高強陶瓷纖維及耐高溫陶瓷紡織纖維等。
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