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            • 耐火纖維制品的生產發展趨勢及國外耐火纖維企業一覽
            • 2017/11/2 閱讀次數:[5705]
            • 耐火纖維在20世紀70年代的一次全球性的石油危機后,越來越被人們重視,已經普遍應用在工業爐窯節能內襯上,并取得了顯著的節能效果。由于在使用中出現的使用壽命和耐高溫等問題,國內各行業新爐型設計制造或引進的新型爐窯開始注意到了國外的耐火纖維制品。從而,國外耐火纖維公司相繼而至,加入我國市場競爭。

              國外耐火纖維制品及應用技術的引進,也促進了國內耐火纖維在質量上,安裝技術上前進了一大步,有些產品和技術達到了國外的標準,有些超過了國外的技術水平。

              國外耐火纖維生產企業,除通過在我國建立生產基地、產品銷售部進入我國市場外,還采用與國外工業窯爐工程承包公司聯合,通過承建我國石化、冶金系統耐火纖維工業窯爐工程,在爐窯技術引進過程中,耐火纖維產品合同分交部分簽訂時,基本讓給外商供應,借此渠道銷售國外耐火纖維制品。進入國內的國外專業公司有:

              (1) 日本伊索萊特絕熱制品公司,于1998年首先在蘇州建成投產了耐火纖維生產基地,F已建成兩條電阻法噴吹成纖針剌毯生產線,產品牌號為 “ISO WOOL” 。

              (2) 上海伊索高溫隔熱材料有限公司,是日本伊索萊特絕熱制品公司在上海設立的日本伊索萊特公司耐火纖維制品銷售公司。

              (3) 英國摩根熱陶瓷公司,在上海浦東設立的摩根熱陶瓷(上海)有限公司。2000年以前,從摩根熱陶瓷有限公司在法國、印度、韓國等地子公司調運耐火纖維制品,投放中國耐火纖維市場。2000年后,在上海浦東建成投產了 條電阻法甩絲成纖針刺毯生產線, 終規模為兩條甩絲成纖針刺毯生產線,產品牌號為:Cerablanket (1260℃高純型針剌毯);Cerachem (1425℃含鋯型針刺毯);Cerachrome(1425℃含鉻型針剌毯)。

              (4) 法國圣戈班集團碳化硅公司耐火陶瓷纖維部上海、北京辦事處(銷售部),產品牌號為:卡布蘭。

              (5) 美國Unifrax聯合公司,上海、北京辦事處(銷售部),產品牌號為:UNIFRAX。

              (6) 英國紐太克公司,產品牌號為:Fibratec。

              (7) 韓國金剛砂公司(K.C.C),上海、北京辦事處(銷售部)。

              (8) 美國索普制品公司,既是石化工業窯爐工程承包公司,又是耐火纖維模塊加工公司,Z型耐火纖維模塊 是該公司的專利產品,該公司所用Z型耐火纖維模塊已發展到Z-Block-Ⅲ型結構,并申報了專利,加工Z-Block用的耐火纖維針刺毯 是首先選用美國國內耐火纖維生產公司產品。

              (9) 德國LOl公司是冶金工業窯爐工程承建公司,在我國承建冶金工業窯爐工程所用耐火纖維制品 是明確推薦英國摩根熱陶瓷公司產品。如我國珠江鋼鐵公司、邯鄲鋼鐵公司、包頭鋼鐵公司等企業的連鑄軋用輥底式連續均熱爐用含鋯纖維模塊、標準型針刺毯、澆注料等制品均推薦采用英國摩根熱陶瓷公司產品,與國內耐火纖維企業競爭。

              (10) 德國戈斯勒爾熱陶瓷公司,既是耐火纖維工業窯爐工程承包公司,又是耐火纖維生產公司,原在北京設立辦事處,在我國承接耐火纖維工業窯爐工程設計和施工,F已與英國摩根熱陶瓷(上海)公司合作,承接工業窯爐工程并從材料供應、窯爐設計、窯爐施工實施一條龍服務。如上海太平洋陶瓷廠臺車式煤氣陶瓷燒成窯工程;珠江鋼廠連軋輥底式連續均熱爐工程上的合作建造。

              (11) 日本中外爐公司,工業爐設計、承建專業公司。施工用耐火纖維產品與日本新日鐵等耐火纖維公司配套提供。

              (12) 美國表面燃燒公司,冶金系統工業窯爐設計、承建公司,所用材料與美國國內耐火材料廠、耐火纖維廠配套。

              國外各公司的耐火纖維制品生產質量普遍高于干國內大多中小企業生產的產品,其中與耐火纖維密切相連的技術也在不斷地開發和應用。例如,安裝技術及備件、復合工藝與品種等,這也帶動了他們產品的銷售。


              從硅酸鋁系耐火纖維出現到應用,已經接近30年,30年的實踐表明,耐火纖維生產廠家不但要生產產品,更重要的是要開發產品和輔助應用技術,所以說耐火纖維生產公司應為大型化和綜合性強。20世紀90年代初以來,為增強企業抵抗市場風浪能力,許多大的外國公司進行了相互兼并、重組和與耐火纖維技術有關的企業強強聯合,人才集聚,形成了更大規模、技術實力更強的跨國經營。

              連續干法生產纖維毯的技術早在20多年前國外 已開發成功。這些年來,該生產工藝的基本技術雖無大的變化,但生產線的設備精度和自動化控制更為系統化。其明顯的效果是產品質量非常穩定,生產工序全過程監控和記錄,這一差別已體現在進口產品和國內引進線生產的同類產品之間的比較上。

              產品系列化、多樣化,耐火纖維現已廣泛應用于各行各業,根據使用要求的不同,產品的物理和化學性能及安裝方法也千差萬別,這 要求生產廠能提供不同規格類型的產品。國外公司均能提供系列化的產品和相配套的輔助技術以及完善的施工服務。 目前,其產品可作如下分類:按材質可分為,標準型(1260 型)、含鋯型(1425型)、含鉻型(1425型)和多晶氧化鋁型(1600型)。按形態可分為:纖維棉、纖維毯、纖維板、纖維氈、纖維折疊塊、組件及纖維紙、繩、布等。按生產工藝可分為:甩絲法纖維、噴吹法纖維。

              耐火纖維作為耐火、絕熱和節能材料在西方 得到了廣泛而深入的開發利用?梢哉f,近十年國外在耐火纖維行業的技術發展主要集中在應用技術的開發,以及由應用而提出的深加工產品方面開發。除了我們已熟知的一些纖維應用領域和方法外,還有很多領域是國內尚未或剛剛涉及,如氧化鋁連續纖維復合材料 的開發與制作,氧化鋁短纖維及晶須增強陶瓷基和金屬基復合材料技術及生產等。還有剛剛起步的如軋鋼加熱爐的全纖維襯爐頂、全纖維襯鋼包蓋(精煉用的包蓋,不包括鋼包烘烤蓋)、全纖維內襯陶瓷梭式窯、石化行業的全纖維襯裂解爐以及應用于煉鋁工業、工業鍋爐、汽車部件精密鑄造特殊焙燒爐的工作襯等。

              耐火纖維襯的安裝技術和抗氧化金屬錨固件來說,更是多種多樣,而且安裝技術也在不斷地發展?偟内厔菔浅惭b更方便、更迅捷的方向發展。如采用手電鉆、手電焊對折疊組件的一次性快速固定等。對耐火纖維村的維修也有專用的材料和技術,這種材料具有可塑性,采用壓入法可壓入到纖維襯的深部。由于耐火纖維爐襯的施工需要專門的技術和設備,加上專業化分工越來越細,西方 有相當數量的小公司專門從事耐火纖維的應用技術研究開發。它們制作的耐火纖維深加工產品(如折疊塊等)已形成了標準化、系列化,耐火材料爐襯的設計和安裝不僅積累了豐富的經驗,也具有很大的應用價值。在常規耐火纖維質量和安裝技術取得很大進展,更要注意以下兩方面的研究工作。

              (1)提高耐火纖維生產原料的純度。耐火纖維的產品質量主要取決于原料的質量!┕I發達 的耐火纖維生產企業都是以高純度合成粉料為原料,使熔融法生產的非晶質纖維化學組成中的Fe2O3、Na2O、CaO等有害雜質的含量低于1%,從而提高了纖維板的質量和耐熱性能。

              (2)加大新產品研制開發力度。一般是對現有的工藝設備和生產工藝進行改造與完善。生產功能性產品,擴大應用領域。新產品的開發主要有:氧化鋁連續纖維、復合材料生產用的新型纖維增強體和納米結構品質氧化鋁連續纖維的開發等。

              耐火纖維是一種新型纖維狀輕質耐火材料,應用領域很廣,主要用于金屬基和陶瓷基復合材料和隔熱功能材料,如應用于航空、航天和其他要求耐高溫和較好力學性能的部件,包括燒蝕材料(如宇航器重返大氣層的隔熱罩、火箭頭錐體、噴嘴、排氣口和隔板等))。此外,還可應用于熔融金屬或高溫氣液體的過濾材料和耐極高溫的絕熱材料,結構陶瓷的增韌等。


              氧化鋁纖維是一種新型無機材料,有優異的高溫力學性能,良好的抗化學侵蝕能力、低的導熱率等特點。氧化鋁纖維是當今 型的超輕質高溫耐火纖維,是整個Al2O3·SiO2系耐火纖維中的一種,使用溫度在1350 ~ 1500℃,高出玻璃態纖維200 ~ 300 ℃。

              (1)氧化鋁纖維的生產工藝。氧化鋁纖維一般是采用化學膠體法制取的,是按形成單一晶體莫來石(3Al2O3·2SiO2)或氧化鋁(α-Al2O3)進行化學配方的,化學成分是:Al2O372% ~95%,SiO25%~28%。其原理是將可溶性鋁、硅制成具有一定黏度的膠體溶液。用常規方法對液體甩絲,再經高溫熱處理完成預結晶和轉變成穩定相,制得多晶氧化鋁纖維。所制得的纖維棉(散狀)時作高溫部位夾層的填充料,將散棉用濕法真空成型可制得混配纖維系列品種,如板、氈、磚、標異預制件、模塊、組合部件等。

              高性能氧化鋁纖維:

              目前,國外已有很多公司生產各種型號的高性能氧化鋁纖維。各國化學公司研發生產的高性能氧化鋁纖維有幾下幾類:

              1、美國ICI公司采用卜內門法生產商品名為Saffil的氧化鋁短纖維,其使用溫度可達1200 ~1600℃,已開始應用在工業燒結爐的襯里上。

              2、美國3M公司通過溶膠-凝膠法生產Nextel系列氧化鋁纖維,其中較具代表性的品種是Nextel312。

              3、日本住友化學公司采用預聚合法生產Altex氧化鋁纖維,其組分為AI2O3、SiO2 和B2O3。

              4、美國杜邦公司采用淤漿法生產FP氧化鋁纖維,氧化鋁含量為99.9%,日本Mitsui Mining公司也通過淤漿法制得氧化鋁含量在95%以上的連續氧化鋁纖維。

              在以上幾種氧化鋁纖維制備方法中,溶膠凝膠法工藝簡單,燒結溫度較低且制得的纖維均勻性好,純度高,可設計性強,產品多樣,已成為生產氧化鋁纖維的主要方法。

              氧化鋁纖維的生產工藝比較簡單,對生產設備和生產條件要求不高。與炭纖維相比,氧化銀纖維的成本要低很多,這使氧化鋁纖維的大量應用成為可能。

              (2)氧化鋁纖維的應用。氧化鋁纖維主要用于高溫絕熱材料(短纖維)和增強復合材料(晶須及連續纖維),可以編織成無紡布,編織帶、繩索等各種形狀的纖維制品?蓮V泛應用于冶金、機械、電子、陶瓷、化工、航天等高溫工業窯爐及其他熱工設備的內襯絕熱。以達到節能增產,延長爐體壽命。改善工作環境之目的。


              人造纖維增強材料(玻璃纖維) 早出現在20世紀40年代,此后50多年的時間內復合材料工業逐年增長,到1997年 總產量約達500萬t,價值在250億〜1450億美元之間。先進復合材料僅占其總量的1%,價值比例約占7%。是 發展前途的部分。其中連續纖維增強材料占有相當大的比例,尤其在需要高比力學性能的應用領域占 優勢,是高技術范疇重要材料支撐。

              研究表明,無論材料的形狀和結構如何復雜,具有 比模量(E/P)、比強度的材料是力學性能 的材料。將材料加工成幾到幾十微米直徑的纖維形狀,因尺寸效應,可有效減少內部微孔、缺陷,并有機會調節分子或結晶結構擇優取向,是獲得高比極限強度的 方式之一。但纖維的形狀很大程度上限制了其作為結構材料在眾多場合的應用。

              選擇高比模量材料,將其加工成纖維形狀,并將基質摻入纖維,基質可連接、保護纖維并賦予材料必要的性能,形成具有高比力學行為的復合材料。用連續纖維做增強材料有下列明顯優勢:由于纖維的高長徑比特征,連續纖維增強復合材料可使纖維性能 轉變成復合材料的工程性能。將 體積分數連續纖維進行更有效 布局,在承擔負荷方向將纖維互相平行排列,則制成的材料可提供 異的比力學性。使材料性能具有 的可預見性。材料更難發生很多纖維同時斷裂的災難性破壞,同時賦予其高度各向異性特征。將材料制成直徑很細的纖維,可有效提高其可變形性,將給編織各種形式的增強物和使用多種高效加工技術制造復合材料留下更大空間。盡管加工難度相對增大,但可完成其他材料難以勝任的工作。減少纖維長度會同時造成復合材料工程性能的劣化,短纖維復合材料對纖維與基質之間的熱不匹配敏感程度高于長纖維復合材料,盡管該材料可改善其他性能并可用低成本的常規方法加工,但增強劑的均勻分布 是個難題。

              近幾年,盡管碳納米管復合材料的研究取得重要進展,然而在制備有市場競爭力的大型復合材料方面,在開展 化結構的加工、表征和分析技術方面都存在巨大挑戰。一些應用領域要求材料必須以纖維形狀出現。Larbalestier說,我們需要的超導材料必須是電連續的,否則它不能應用。將高溫氧化超導材料與銀及其他金屬基質制成多絲束超導復合纖維,尺寸為2.5mm X 0.25mm、長度為6km的多絲束超導復合纖維制成變壓器繞組,用液氮為冷卻劑,此變壓器能量損失僅為一般材料變壓器的1/5, 并且體積小、質量輕、更安全。陶瓷纖維為三維網狀或粒狀結構,屬各向同性材料,甚至橫向性能優于縱向性能。


              美囯軍方和發動機公司正在實施的綜合高性能渦輪發動機技術計劃進展顧利。用CMC制造的燃燒室浮壁于1995年成功用于XTC-65核心機。使用表明:渦輪前溫度提高148~160℃,陶瓷基復合材料的纖維增強體陶瓷材料雖有諸多優點,但致命的弱點是脆性大,可靠性差,這已成為限制陶瓷材料應用的主要因素。在受力情況下,陶瓷材料中的顯微缺陷會發展成裂紋,從而導致災難性破壞。人們一直在研究高強度纖維、晶體、顆;蜃栽鲰g的辦法來改善其韌性。其中采用連續纖維來增強陶瓷具有較高的韌性,當受外物沖擊時能產生失效性破壞,因而具有較高的可靠性,是十分有前途的復合材料體系之一。在美國的先進高溫發動機材料技術計劃中明確提出要發展連續纖維增韌補強的陶瓷基復合材料,這也是航空發動機用結構陶瓷與地而應用的熱機結構陶瓷的根本區別。


              能具有類似金屬的變形與斷裂品質,強度對裂紋不敏感,沒有災難性損壞等。用于增強結構陶瓷的連續纖維主要有炭纖維、氧化物纖維和碳化硅纖維。

              高強度的炭纖維使用溫度 ,可超過1650℃,它是復合材料中較好的增強材料。但不經表面處理的炭纖維不耐高溫氧化,與陶瓷基體相容性差,因此限制了在陶瓷基復合材料中的應用。目前有關部門在探索用碳化硅等進行表面處理以提高抗氧化性。此外還需解決炭纖維與陶瓷基體的熱膨脹失配問題。

              目前的氧化物纖維一般為多晶纖維,高溫下會發生再結晶,使其性能下降。如美國的多晶氧化鋁基纖維在1000℃以上和 500MPa應力下持久時間都不大于100h。而單晶纖維可避免這一問題。目前小直徑的單晶氧化鋁釬維的強度已達到4000MPa以上才會出現蠕變,是一種很有希望的氧化物纖維。

              (1) SiC纖維。SiC纖維是很好地兼顧了力學性能和熱性能的纖維,有很好的橫向性能。根據制備方法不同,直徑有很大差別,化學組成不同(Si、C、O)性能,也在一定范圍變化。在惰性氣氛中,有極好的高溫穩定性。在空氣中,600℃時能很大程度保持其力學性能。分解溫度為2830℃。SiC是半導體,有很好的導熱性能。一些 研制的SiC纖維品種表現出更好的抗氧化和抗蠕變性能。具有Si-Ti-C-O和Si-Zr-C-O化學組成的纖維有更好的高溫力學性能。密度為2.0~2.74/cm3。

              (2) Al2O3纖維。Al2O3纖維是抗高溫氧化極出色的一類纖維,可在空氣中1000℃條件下使用。在室溫下承受負荷呈線性彈性行為,以脆性方式斷裂,在1000℃以上發生塑料形變,力學性能下降。有很好的橫向性能。密度為2.7 ~4.2g/cm3。高溫蠕變是它不能取代SiC纖維的原因。

              (3)硼纖維。硼纖維是 個商品化的高強、高模陶瓷纖維。密度為2.34~2.6g/cm3。直徑在100~200μm提供很好抗彎性能,但纖維的柔性不好。在空氣中使用溫度限于500℃,否則由于氧化力學性能明顯下降。由于復合結構,硼纖維橫向性能相對較低。熔點為2040℃。由于價格昂貴,在很多應用領域已被炭纖維取代。

              碳化硅由于具有高強、高模、抗高溫氧化和吸波性能,因此是陶瓷基復合材料比較理想的增強纖維,在結構吸波體系中也有廣泛的應用前景。

              陶瓷基復合材料的耐溫極限主要受纖維的耐溫能力所限,目前 上尚沒有一種成熟纖維適用于1650℃陶瓷基復合材料,缺乏纖維已成為發展CMC的 障礙,美、日等國均在加緊研究,并取得了重大突破,高性能的碳化硅纖維和氧化鋁纖維是兩種很有希望的纖維。
              轉載自:找耐火材料網

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