硅酸铝可行性报告

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1、硅酸铝陶瓷纤维生产项目合作投资编制单位：日期：2011-3-4硅酸铝陶瓷纤维概述及发展趋势1前言陶瓷纤维是一种广泛应用于各类热工窑炉的绝热耐高温材料。由于其容重大大低于其它耐火材料，因而蓄热很小，隔热效果明显，作为炉衬材料可大大降低热工窑炉的能源损耗，在节能方面为热工窑炉带来了一场革命。另一方面，由于陶瓷纤维的物理特性完全小同于传统耐火材料，因而它的应用技术和方法对热工窑炉的砌筑同样带来了一场变革。陶瓷纤维于70年代末在中国开始工业生产。80年代，陶瓷纤维的应用得到了迅速推广，但主要都在1000℃以下

2、的温度范围内使用，应用技术简单落后。进入90年代，随着含锆纤维的开发和多晶氧化铝纤维的应用推广，使用温度提高到1000℃--1400℃，但由于产品质量的缺陷和应用技术的落后，应用领域和应用方式都受到了局限，如多晶氧化铝(或莫来石)纤维不能制成纤维毯，产品规格单一，以散棉、混合纤维或纤维块为主，虽然产品的使用温度有所提高，但强度很差，限制了应用范围，也缩短了使用寿命。日前大多用于原有炉衬内贴面，节能效果未能得到充分体现。含锆纤维是用熔融法生产的一种用途广泛、成本较低的硅酸铝系高档陶瓷纤维产品(长期使用温

3、度可达1350℃)，可大量用作砌筑各种炉窑的热面或全纤维炉衬，但日前国内产品在这方面的质量和应用开发还很滞后。含铬纤维的使用温度比含锆纤维的更高，可达1400℃，也属于熔融法生产的硅酸铝系陶瓷纤维，价格远低于多晶纤维，在国外应用很广泛，但国内还末见报道。2陶瓷纤维的种类及性能陶瓷纤维的品种主要有普通硅酸铝纤维，.高铝硅酸铝纤维，含cr2o2,zro2或b2o3的硅酸铝纤维，多晶氧化铝纤维和多晶莫来石纤维等。近年来国外已经开发成功或正在开发一些新的陶瓷纤维品种，如镁橄榄石纤维、sio2--cao-mgo

4、〕系陶瓷纤维、al2o3-cao系陶瓷纤维和一些特殊的氧化物纤维。镁橄榄石纤维是.高温锻烧石棉后制得的一种陶瓷纤维。它的化学组成中mgosio2<1,容重为48—640kg/m3,导热系数为0.44—0.70(w/m℃,熔点为1600--1700℃。镁橄榄石纤维可以作为石棉代用材料在高温条件下长期使用。sio2-cao-mgo系陶瓷纤维中的al2o3和其它杂质的含量很低，它以硅酸钙和硅灰石为原料经熔融成纤维后制得。这种陶瓷纤维的真空成型制品在1260℃加热24h后的收缩率小于3.5％，使用安全。另一种

5、对健康无害的陶瓷纤维是化学组成中不含sio2的al2o3-cao系纤维，其al2o3和cao含量在90%以上。它是用化工原料al2o3粉和caco3粉经高温熔融后制得的一种陶瓷纤维。这种陶瓷纤维已有毡、毯和真空成型制品。用熔融法生产的石英纤维是一种性能优异的陶瓷纤维，但由于价格昂贵，一般不用作绝热材料。在石英纤维上涂上si和a1可一进一步提.高其绝热性能。用过的石英纤维制品还可以再生使用，方法是将废石英纤维绝热制品粉碎，与水和粘结剂混合后成型制成高温绝热制品。高硅氧纤维也是一种性能忧良的陶瓷纤维，它是

6、用普通碱硅酸盐玻璃纤维经酸处理和热处理后制得的高sio2含量的玻璃纤维，其长期使用温度在1000℃以上。美国宇航局将它用作航天飞行器的绝热材料。用溶胶一凝胶法可以生产al2o3纤维、多晶莫来石纤维和zro2纤维等陶瓷纤维。近年来，采用溶胶一凝胶法还成功开发一种al2o3-y2o3纤维。在这种纤维中al2o3的含量一般为14.7-54.3％，y2o3的含量为45.7％-85.4％，这种al2o3-y2o3纤维具有耐高温、高温强度高、抗高温蠕变等优点，除可以用作高温绝热材料外，还可以用作高温过滤材料和高温

7、结构材料的增强材料。3陶瓷纤维的应用3.1高温绝热材料近年来，国外在钢铁工业越来越多地应用各种陶瓷纤维制品，其应用范围也在小断扩展。在各种工业炉应用陶瓷纤维炉衬可以节能20％-40％，还可以使工业炉的自重降低90％，钢结构重量降低70％。在推广使用陶瓷纤维炉衬的同时，陶瓷纤维的应用技术也获得了很大的发展。据预测，如果对陶瓷纤维的制品及其应用技术继续进行改进，设法使陶瓷纤维炉衬尽量保持陶瓷纤维使用前的性能，可以使应用陶瓷纤维炉衬的高温工业炉的能耗再降低4％左右。另外，由于多晶氧化铝纤维和多晶莫来石纤维的

8、应用，陶瓷纤维炉衬日前的最高使用温度已可达1500-1600℃，如果在陶瓷纤维炉衬上涂上高温涂料.不但可以扩大陶瓷纤维炉衬的应用范围，提高其使用寿命，还可以使陶瓷纤维炉衬的最高使用温度提高到1800℃。在高温工业炉中，不同材质和结构的陶瓷纤维炉衬在燃料燃烧产物和高温的双重作用下，炉衬的表面会产生不同程度的结晶和烧结。在这些材质中，使用含铝陶瓷纤维炉衬的变化最小，使用寿命最长。在炉衬结构方面，以陶瓷纤维毯或模块炉衬，以及由陶瓷纤维毯和模块组成的复合结构炉衬