目前在國外陶瓷纖維的應用帶來了十分顯著的經濟效益,導致陶瓷纖維的應用范圍日益擴大,一些主要工業發達國家的陶瓷纖維產量繼續保持持續增長的發展勢頭,其中尤以玻璃態硅酸鋁纖維的發展最為迅速。隨陶瓷纖維應用范圍的不斷擴大發展應用,導致陶瓷纖維制品的生產結構隨之發生重大改變.如陶瓷纖維毯(包括纖維塊)的產量由過去占陶瓷纖維產量的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量大幅度增長,接近于陶瓷纖維產量的15%。陶瓷纖維新品種的開發生產和應用,大大促進了陶瓷纖維的應用技術和施工方法的發展。
陶瓷纖維是一種纖維狀輕質耐火材料,具有重量輕、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動等優點,因而在機械、冶金、化工、石油、交通運輸、船舶、電子及輕工業部門都得到了廣泛的應用,在航空航天及原子能等尖端科學技術部門的應用亦日益增多.發展前景十分看好。陶瓷纖維在我國起步較晚,但一直保持著持續發展的勢頭,生產能力不斷增加,并實現了產品系列化,我國已發展成為世界陶瓷纖維生產大國。
陶瓷纖維的現狀及發展趨勢
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電弧爐熔融后噴吹成了陶瓷纖維。20世紀40年代后期,美國有兩家公司生產硅酸鋁系纖維,并第1次將其用于航空工業。進入50年代,陶瓷纖維已正式投入工業化生產,到了60年代,已研制開發出多種陶瓷纖維制品,并開始用于工業窯爐的壁襯。
1973年全球出現能源危機后,陶瓷纖維獲得了迅速的發展,其中以硅酸鋁系纖維發展最快,每年以10%~15%的速度增長。美國和加拿大是陶瓷纖維的生產大國,年產量達到了10萬t左右,約占世界耐火纖維年總產量的1/3。歐洲的陶瓷纖維產量位于第三,年產量達到6萬t左右。在年產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%。
我國陶瓷纖維生產起步較晚,在20世紀70年代初期, 自1986年開始.我國通過對引進的陶瓷纖維生產設備和工藝消化、吸收,并結合國情研制、箱式爐設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線82條,安裝在45家企業內。
年產量已達到10萬t以上,成為世界最大的生產國。管式爐產品品種多樣化.除批量生產低溫型、標準型、高純型、高鋁型等多種陶瓷纖維針刺毯及超輕質樹脂干法氈(板)外.還可生產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生產企業,并批量生產陶瓷纖維布、帶、扭繩、套管、方盤根等陶瓷纖維紡織品,纖維織品生產所需的散狀纖維棉及工藝裝備均已實現了國產化。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和設備;箱式電爐并在冶金、石化部門工業窯爐上應用了陶瓷纖維噴涂爐襯,電爐節省了能耗,取得了良好的經濟效益,現已得到了普遍推廣,并在冶金、石化和機械等部門工業爐和加熱裝置中的應用取得了成功的經驗。與陶瓷纖維噴涂技術同步發展的陶瓷纖維澆注料、可塑料、涂抹料等纖維不定形材料,不僅已建有國內生產企業,而且已在各類工業窯爐、加熱裝置和高溫管道上推廣應用。
我國陶瓷纖維已處于持續調整發展的階段,陶瓷纖維的生產工藝與設備,尤其是干法針刺毯的生產工藝與設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成功,并投放了工業化生產,使纖維狀輕質耐火材料構成了完整的系列產品。陶瓷纖維應用范圍的不斷擴大,致使高強度、抗風蝕硬性纖維壁襯應用日益普及。同時,陶瓷纖維生產技術的發展,也大大推動了陶瓷纖維的應用技術和施工方法的發展。
陶瓷纖維制品的應用領域主要是加工工業和熱處理工業(工業窯爐、熱處理設備及其它熱工設備),其消耗量約占40%,其次是鋼鐵工業,其消耗量約占25%。國外在提高陶瓷纖維產量的同時,注意研制開發新品種,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,有些生產企業還在熔體的化學組分中添加CaO、MgO等成分,研制開發成功多種新產品。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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