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耐火纖維

補充:0  瀏覽:10221  發布時間:2012-8-23


  耐火纖維也可叫為陶瓷纖維,屬于纖維狀隔熱耐火材料。它具有一般纖維的特性,如柔軟、有彈性、有一定的抗拉強度,可以進一步把它加工成各種紙、線、繩、帶、毯和氈等制品;又具有一般纖維所沒有的耐高溫、耐腐蝕性能。作為耐火隔熱材料,已被廣泛應用于冶金、化工、機械、建材、造船、航空、航天等工業部門。
  分類
  耐火纖維分為非晶質(玻璃態)和多晶質(結晶態)兩大類。非晶質耐火纖維,包括硅酸鋁質、高純硅酸鋁質、含鉻硅酸鋁質和高鋁質耐火纖維。多晶質耐火纖維,包括莫來石纖維、氧化鋁纖維和氧化鋯纖維。(表1)也有按耐火纖維最高允許使用溫度分類的。
  主要用途
  1、各種隔熱工業窯爐的爐門密封、爐口幕簾。
  2、高溫煙道、風管的襯套、膨脹的接頭。
  3、石油化工設備、容器、管道的高溫隔熱、保溫。
  4、高溫環境下的防護衣、手套、頭套、頭盔、靴等。
  5、汽車發動機的隔熱罩、重油發動機排氣管的包裹、高速賽車的復合制動摩擦襯墊。
  6、輸送高溫液體、氣體的泵、壓縮機和閥門用的密封填料、墊片。
  7、高溫電器絕緣。
  8、防火門、防火簾、滅火毯、接火花用墊子和隔熱覆蓋等防火縫制品。
  9、航天、航空工業用的隔熱、保溫材料、制動摩擦襯墊。
  10、深冷設備、容器、管道的隔熱、包裹。
  11、高檔寫字樓中的檔案庫、金庫、保險柜等重要場所的絕熱、防火隔層,消防自動防火簾。
  耐火纖維噴涂技術
  耐 火纖維以耐高溫(1000~1400)℃、耐振動、盡熱、吸聲和重量輕等優點,已取代磚結構和澆注料而成為耐火、保溫、隔熱、隔聲、防火的優選材料,在冶金、石油、化工、機械、建筑等行業得到廣泛應用。傳統的耐火纖維的施工技術主要指的是耐火纖維制品的施工技術。采用粘貼、拼接等技術和工藝進行施工,施工 難度大、速度慢,質量控制困難、接縫多,整體性差,操縱工人勞動強度大,環境惡劣。耐火纖維噴涂技術是纖維施工機械化的一項新技術新工藝。該技術是使用纖維噴槍,結合劑通過隔膜泵均勻地噴進纖維,二者在噴槍出口混合直接噴涂到工作表面上,形成三維網絡狀制品結構。克服了傳統施工技術的缺點,有利于進步產業 爐窯的熱效率。
  一、種類及其原料
  以耐火纖維為主要原料制成的隔熱耐火制品通稱為耐火纖維制品。耐火纖 維分為非晶質(玻璃態)和多晶質(結晶態)兩大類:非晶質耐火纖維包括硅酸鋁質、高純硅酸鋁質、含鉻硅酸鋁質和高鋁質耐火纖維;多晶質耐火纖維包括莫來石纖維、氧化鋁纖維、氧化鋯纖維。耐火纖維制品的最高使用溫度因制品纖維品種、爐內氣氛而不同,一般在(1100~1500)℃。
  應用 于高溫耐火材料的結合劑品種繁多,性能各異。按照結合劑的化學性質分為無機結合劑和有機結合劑。無機結合劑主要有硅酸鹽類、鋁酸鹽類、磷酸鹽類、硫酸鹽類、氯化物類和溶膠;有機結合劑包括自然有機物和有機合成物。應用于耐火纖維噴涂技術的高溫結合劑一般是硅酸鈉。
  巖棉在保溫、隔熱上具有良好的性能,價格便宜,工作溫度在(-268~700)℃之間。可用于連續工作溫度在600℃以下的爐窯及管道襯層盡熱保溫。
  硅 酸鋁系耐火纖維密度在(250~300)kg/m3條件下導熱系數最小。標準型普通硅酸鋁纖維、高鋁纖維噴涂分別用于工作溫度在1000℃、1200℃以 下的熱工設備,作耐火、隔熱、保溫層,高鋁與含錯復合纖維及含錯纖維噴涂應用于1300℃左右的高溫爐窯。
  常用硅酸鋁系列結合劑 屬熱硬性結合劑。在答應的工作溫度范圍內,結合劑成分、配比應有助于形成粘結鏈和網絡結構,既需快速促凝、固化后不收縮,又要具有均勻、分散、活動性,兼顧初始強化度和熱態燒結性能。熱硬性結合劑的耐火度不低于1750℃,粘度(6.0~8.0)×10-3Pa·s。
  二、噴涂施工的應用
  1.應用范圍
  耐 火纖維制品有很多優點,但其強度和耐火磚、高強度澆注料相比,還是有較大差距,故耐火纖維制品適用于直接與爐襯接觸、無顆粒氣流沖洗及燃氣流速 ≤20m/s(若噴涂表面涂料可增強抗氣流沖洗能力)的各種產業爐窯的耐火襯里和復合爐襯的保溫層。采自中國資產治理網。另外,通過纖維原料的選用,塔、罐、容器等的外保溫也可用纖維制品。噴涂技術是耐火纖維施工技術的改進和進步,施工速度快,質量較好。適合使用耐火纖維制品的結構同樣適合噴涂技術的使 用。
  2.特點及優越性
  目前國內大部分爐窯的爐墻仍采用磚砌層結構,其缺點是點火升溫時,蓄熱量大,升溫速度慢,熱耗增加;保溫效果差,散熱損失大,工作環境惡劣;熱惰性大,不適合自動化控制燃燒。
  對 于復合結構的內襯,爐襯材料由耐火磚至澆注料發展到輕質纖維氈、毯、塊等,固然在一定程度上進步了爐窯技術性能指標,但纖維制品的施工工藝落后,施工質量難以保證,內襯的壽命受到較大影響。主要缺點是人力投進大,施工速度慢,施工質量很難控制;纖維制品間有貫通式直縫,密封性差,易竄火;球面及異型結構難 以施工,維修和搶修困難。
  對于加熱爐等產業爐襯來說,纖維噴涂材料采用優質纖維原棉,高性能纖維系列結合劑為原料,在一次性整體噴涂過程中形成網絡結構,與其他施工方法相比,具有以下優點:
  (1)一次性噴涂所獲得的襯層無接縫,有效地避免了纖維制品在高溫下的定向收縮,消除了竄氣、露點腐蝕等對爐殼、錨固釘的危害,強化了密封、保溫順耐火性能,進步了產業爐窯的熱效率。
  (2) 纖維噴涂技術可以降低復雜形面,如球面、拐角、爐門及排煙管結合處等部位整體錨固的施工難度,進步了異形結合處的密封性能。襯層堅固、均勻而平整,具有較強的抗腐蝕能力。噴涂施工方便、靈活,錨固釘用量少,且全部埋在纖維爐襯里,有效防止釘頭燒損,避免熱短路。
  (3)噴涂纖維襯層具有比平展氈、毯較低的導熱系數,比立展折疊塊有較好的熱強度,錨固件埋于噴涂層內不直接傳遞熱量,節能達15%~30%。
  (4)噴涂層經濟公道,可以根據產業爐工況,采用多種纖維分層復合噴涂,有利于實現復合材料傳熱機理的溫度梯度分布,降低襯層材料的綜合造價。
  (5)耐火纖維噴涂速度比常規施工方法進步4.5倍,尤其對搶修工程更具有上風。涂層結構屬柔性質料,噴涂施工竣工后即可投進使用,減少近4/5的烘爐時間。
  三、噴涂施工質量控制
  1.襯里施工期間直至烘爐時的環境溫度不得低于5℃,雨季施工應有防雨措施,用木塞或牛皮紙將加熱爐所有接管內孔及燃燒器孔全部封堵嚴密。
  2.鋼結構除銹標準應達到St3級。錨固釘焊接根部應滿焊、無咬肉,垂直偏差≤5mm,高度誤差±2mm,間距誤差±5mm。
  3.根據噴涂襯里的厚度分層噴涂耐火纖維,每層間掛不銹鋼網,襯里應將錨固釘完全覆蓋,且內表面與錨固釘頂端應有(25~30) mm的間隔,噴涂過程中嚴禁使用回彈料。

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