聞(dng)B(ti)
網(wǎng)站當前位置：網(wǎng)站首頁 > 聞(dng)B(ti)- 耐火纖維制品的生產(chǎn)發(fā)展趨勢及國外耐火纖維企業(yè)一覽
- 2017/11/2 閱讀次數(shù)：[9645]
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(jīng)普遍應(yīng)用在工業(yè)爐窯節(jié)能內(nèi)襯上，并取得了顯著的節(jié)能效果。由于在使用中出現(xiàn)的使用壽命和耐高溫等問題，國內(nèi)各行業(yè)新爐型設(shè)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(yīng)用技術(shù)的引進，也促進了國內(nèi)耐火纖維在質(zhì)量上，安裝技術(shù)上前進了一大步，有些產(chǎn)品和技術(shù)達到了國外的標準，有些超過了國外的技術(shù)水平。
國外耐火纖維生產(chǎn)企業(yè)，除通過在我國建立生產(chǎn)基地、產(chǎn)品銷售部進入我國市場外，還采用與國外工業(yè)窯爐工程承包公司聯(lián)合，通過承建我國石化、冶金系統(tǒng)耐火纖維工業(yè)窯爐工程，在爐窯技術(shù)引進過程中，耐火纖維產(chǎn)品合同分交部分簽訂時，基本讓給外商供應(yīng)，借此渠道銷售國外耐火纖維制品。進入國內(nèi)的國外專業(yè)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(chǎn)了耐火纖維生產(chǎn)基地�，F(xiàn)已建成兩條電阻法噴吹成纖針剌毯生產(chǎn)線，產(chǎn)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(shè)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(shè)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(diào)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(chǎn)了 條電阻法甩絲成纖針刺毯生產(chǎn)線， 終規(guī)模為兩條甩絲成纖針刺毯生產(chǎn)線，產(chǎn)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(chǎn)品牌號為：卡布蘭。
(5) 美國Unifrax聯(lián)合公司，上海、北京辦事處(銷售部)，產(chǎn)品牌號為：UNIFRAX。
(6) 英國紐太克公司，產(chǎn)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(yè)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(chǎn)品，該公司所用Z型耐火纖維模塊已發(fā)展到Z-Block-Ⅲ型結(jié)構(gòu)，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(nèi)耐火纖維生產(chǎn)公司產(chǎn)品。
(9) 德國LOl公司是冶金工業(yè)窯爐工程承建公司，在我國承建冶金工業(yè)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(chǎn)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(yè)的連鑄軋用輥底式連續(xù)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(chǎn)品，與國內(nèi)耐火纖維企業(yè)競爭。
(10) 德國戈斯勒爾熱陶瓷公司，既是耐火纖維工業(yè)窯爐工程承包公司，又是耐火纖維生產(chǎn)公司，原在北京設(shè)立辦事處，在我國承接耐火纖維工業(yè)窯爐工程設(shè)計和施工�，F(xiàn)已與英國摩根熱陶瓷(上海)公司合作，承接工業(yè)窯爐工程并從材料供應(yīng)、窯爐設(shè)計、窯爐施工實施一條龍服務(wù)。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(xù)均熱爐工程上的合作建造。
(11) 日本中外爐公司，工業(yè)爐設(shè)計、承建專業(yè)公司。施工用耐火纖維產(chǎn)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(tǒng)工業(yè)窯爐設(shè)計、承建公司，所用材料與美國國內(nèi)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(chǎn)質(zhì)量普遍高于干國內(nèi)大多中小企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，其中與耐火纖維密切相連的技術(shù)也在不斷地開發(fā)和應(yīng)用。例如，安裝技術(shù)及備件、復(fù)合工藝與品種等，這也帶動了他們產(chǎn)品的銷售。
從硅酸鋁系耐火纖維出現(xiàn)到應(yīng)用，已經(jīng)接近30年，30年的實踐表明，耐火纖維生產(chǎn)廠家不但要生產(chǎn)產(chǎn)品，更重要的是要開發(fā)產(chǎn)品和輔助應(yīng)用技術(shù)，所以說耐火纖維生產(chǎn)公司應(yīng)為大型化和綜合性強。20世紀90年代初以來，為增強企業(yè)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(shù)有關(guān)的企業(yè)強強聯(lián)合，人才集聚，形成了更大規(guī)模、技術(shù)實力更強的跨國經(jīng)營。
連續(xù)干法生產(chǎn)纖維毯的技術(shù)早在20多年前國外 已開發(fā)成功。這些年來，該生產(chǎn)工藝的基本技術(shù)雖無大的變化，但生產(chǎn)線的設(shè)備精度和自動化控制更為系統(tǒng)化。其明顯的效果是產(chǎn)品質(zhì)量非常穩(wěn)定，生產(chǎn)工序全過程監(jiān)控和記錄，這一差別已體現(xiàn)在 產(chǎn)品和國內(nèi)引進線生產(chǎn)的同類產(chǎn)品之間的比較上。
產(chǎn)品系列化、多樣化，耐火纖維現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，根據(jù)使用要求的不同，產(chǎn)品的物理和化學(xué)性能及安裝方法也千差萬別，這 要求生產(chǎn)廠能提供不同規(guī)格類型的產(chǎn)品。國外公司均能提供系列化的產(chǎn)品和相配套的輔助技術(shù)以及完善的施工服務(wù)。 目前，其產(chǎn)品可作如下分類：按材質(zhì)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(tài)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(chǎn)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(jié)能材料在西方 得到了廣泛而深入的開發(fā)利用。可以說，近十年國外在耐火纖維行業(yè)的技術(shù)發(fā)展主要集中在應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)，以及由應(yīng)用而提出的深加工產(chǎn)品方面開發(fā)。除了我們已熟知的一些纖維應(yīng)用領(lǐng)域和方法外，還有很多領(lǐng)域是國內(nèi)尚未或剛剛涉及，如氧化鋁連續(xù)纖維復(fù)合材料 的開發(fā)與制作，氧化鋁短纖維及晶須增強陶瓷基和金屬基復(fù)合材料技術(shù)及生產(chǎn)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(nèi)襯陶瓷梭式窯、石化行業(yè)的全纖維襯裂解爐以及應(yīng)用于煉鋁工業(yè)、工業(yè)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(shù)和抗氧化金屬錨固件來說，更是多種多樣，而且安裝技術(shù)也在不斷地發(fā)展�？偟内厔菔浅惭b更方便、更迅捷的方向發(fā)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(shù)，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(shù)和設(shè)備，加上專業(yè)化分工越來越細，西方 有相當數(shù)量的小公司專門從事耐火纖維的應(yīng)用技術(shù)研究開發(fā)。它們制作的耐火纖維深加工產(chǎn)品(如折疊塊等)已形成了標準化、系列化，耐火材料爐襯的設(shè)計和安裝不僅積累了豐富的經(jīng)驗，也具有很大的應(yīng)用價值。在常規(guī)耐火纖維質(zhì)量和安裝技術(shù)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(chǎn)原料的純度。耐火纖維的產(chǎn)品質(zhì)量主要取決于原料的質(zhì)量。—些工業(yè)發(fā)達 的耐火纖維生產(chǎn)企業(yè)都是以高純度合成粉料為原料，使熔融法生產(chǎn)的非晶質(zhì)纖維化學(xué)組成中的Fe2O3、Na2O、CaO等有害雜質(zhì)的含量低于1%，從而提高了纖維板的質(zhì)量和耐熱性能。
(2)加大新產(chǎn)品研制開發(fā)力度。一般是對現(xiàn)有的工藝設(shè)備和生產(chǎn)工藝進行改造與完善。生產(chǎn)功能性產(chǎn)品，擴大應(yīng)用領(lǐng)域。新產(chǎn)品的開發(fā)主要有：氧化鋁連續(xù)纖維、復(fù)合材料生產(chǎn)用的新型纖維增強體和納米結(jié)構(gòu)品質(zhì)氧化鋁連續(xù)纖維的開發(fā)等。
耐火纖維是一種新型纖維狀輕質(zhì)耐火材料，應(yīng)用領(lǐng)域很廣，主要用于金屬基和陶瓷基復(fù)合材料和隔熱功能材料，如應(yīng)用于航空、航天和其他要求耐高溫和較好力學(xué)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(yīng)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(jié)構(gòu)陶瓷的增韌等。
氧化鋁纖維是一種新型無機材料，有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，良好的抗化學(xué)侵蝕能力、低的導(dǎo)熱率等特點。氧化鋁纖維是當今 型的超輕質(zhì)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(tài)纖維200 ~ 300 ℃。
(1)氧化鋁纖維的生產(chǎn)工藝。氧化鋁纖維一般是采用化學(xué)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(xué)配方的，化學(xué)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(guī)方法對液體甩絲，再經(jīng)高溫熱處理完成預(yù)結(jié)晶和轉(zhuǎn)變成穩(wěn)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(yù)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(chǎn)各種型號的高性能氧化鋁纖維。各國化學(xué)公司研發(fā)生產(chǎn)的高性能氧化鋁纖維有幾下幾類：
1、美國ICI公司采用卜內(nèi)門法生產(chǎn)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(yīng)用在工業(yè)燒結(jié)爐的襯里上。
2、美國3M公司通過溶膠-凝膠法生產(chǎn)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(xué)公司采用預(yù)聚合法生產(chǎn)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(chǎn)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(xù)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(jié)溫度較低且制得的纖維均勻性好，純度高，可設(shè)計性強，產(chǎn)品多樣，已成為生產(chǎn)氧化鋁纖維的主要方法。
氧化鋁纖維的生產(chǎn)工藝比較簡單，對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)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(yīng)用成為可能。
(2)氧化鋁纖維的應(yīng)用。氧化鋁纖維主要用于高溫絕熱材料(短纖維)和增強復(fù)合材料(晶須及連續(xù)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(yīng)用于冶金、機械、電子、陶瓷、化工、航天等高溫工業(yè)窯爐及其他熱工設(shè)備的內(nèi)襯絕熱。以達到節(jié)能增產(chǎn)，延長爐體壽命。改善工作環(huán)境之目的。
人造纖維增強材料(玻璃纖維) 早出現(xiàn)在20世紀40年代，此后50多年的時間內(nèi)復(fù)合材料工業(yè)逐年增長，到1997年 總產(chǎn)量約達500萬t，價值在250億〜1450億美元之間。 復(fù)合材料僅占其總量的1%，價值比例約占7%。是 發(fā)展前途的部分。其中連續(xù)纖維增強材料占有相當大的比例，尤其在需要高比力學(xué)性能的應(yīng)用領(lǐng)域占 優(yōu)勢，是高技術(shù)范疇重要材料支撐。
研究表明，無論材料的形狀和結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，具有 比模量(E/P)、比強度的材料是力學(xué)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(yīng)，可有效減少內(nèi)部微孔、缺陷，并有機會調(diào)節(jié)分子或結(jié)晶結(jié)構(gòu)擇優(yōu)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(jié)構(gòu)材料在眾多場合的應(yīng)用。
選擇高比模量材料，將其加工成纖維形狀，并將基質(zhì)摻入纖維，基質(zhì)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(xué)行為的復(fù)合材料。用連續(xù)纖維做增強材料有下列明顯優(yōu)勢：由于纖維的高長徑比特征，連續(xù)纖維增強復(fù)合材料可使纖維性能 轉(zhuǎn)變成復(fù)合材料的工程性能。將 體積分數(shù)連續(xù)纖維進行更有效 布局，在承擔負荷方向?qū)⒗w維互相平行排列，則制成的材料可提供 異的比力學(xué)性。使材料性能具有 的可預(yù)見性。材料更難發(fā)生很多纖維同時斷裂的災(zāi)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(shù)制造復(fù)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(fù)合材料工程性能的劣化，短纖維復(fù)合材料對纖維與基質(zhì)之間的熱不匹配敏感程度高于長纖維復(fù)合材料，盡管該材料可改善其他性能并可用低成本的常規(guī)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(fù)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(fù)合材料方面，在開展 化結(jié)構(gòu)的加工、表征和分析技術(shù)方面都存在巨大挑戰(zhàn)。一些應(yīng)用領(lǐng)域要求材料必須以纖維形狀出現(xiàn)。Larbalestier說，我們需要的超導(dǎo)材料必須是電連續(xù)的，否則它不能應(yīng)用。將高溫氧化超導(dǎo)材料與銀及其他金屬基質(zhì)制成多絲束超導(dǎo)復(fù)合纖維，尺寸為2.5mm X 0.25mm、長度為6km的多絲束超導(dǎo)復(fù)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(zhì)量輕、更安全。陶瓷纖維為三維網(wǎng)狀或粒狀結(jié)構(gòu)，屬各向同性材料，甚至橫向性能優(yōu)于縱向性能。
美囯軍方和發(fā)動機公司正在實施的綜合高性能渦輪發(fā)動機技術(shù)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(fù)合材料的纖維增強體陶瓷材料雖有諸多優(yōu)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(yīng)用的主要因素。在受力情況下，陶瓷材料中的顯微缺陷會發(fā)展成裂紋，從而導(dǎo)致災(zāi)難性破壞。人們一直在研究高強度纖維、晶體、顆粒或自增韌的辦法來改善其韌性。其中采用連續(xù)纖維來增強陶瓷具有較高的韌性，當受外物沖擊時能產(chǎn)生失效性破壞，因而具有較高的可靠性，是十分有前途的復(fù)合材料體系之一。在美國的 高溫發(fā)動機材料技術(shù)計劃中明確提出要發(fā)展連續(xù)纖維增韌補強的陶瓷基復(fù)合材料，這也是航空發(fā)動機用結(jié)構(gòu)陶瓷與地而應(yīng)用的熱機結(jié)構(gòu)陶瓷的根本區(qū)別。
能具有類似金屬的變形與斷裂品質(zhì)，強度對裂紋不敏感，沒有災(zāi)難性損壞等。用于增強結(jié)構(gòu)陶瓷的連續(xù)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(fù)合材料中較好的增強材料。但不經(jīng)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(fù)合材料中的應(yīng)用。目前有關(guān)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(fā)生再結(jié)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(yīng)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(xiàn)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(xué)性能和熱性能的纖維，有很好的橫向性能。根據(jù)制備方法不同，直徑有很大差別，化學(xué)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(wěn)定性。在空氣中，600℃時能很大程度保持其力學(xué)性能。分解溫度為2830℃。SiC是半導(dǎo)體，有很好的導(dǎo)熱性能。一些 研制的SiC纖維品種表現(xiàn)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(xué)組成的纖維有更好的高溫力學(xué)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(fā)生塑料形變，力學(xué)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(xué)性能明顯下降。由于復(fù)合結(jié)構(gòu)，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(yīng)用領(lǐng)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(fù)合材料比較理想的增強纖維，在結(jié)構(gòu)吸波體系中也有廣泛的應(yīng)用前景。
陶瓷基復(fù)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(fù)合材料，缺乏纖維已成為發(fā)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(zhuǎn)載自：找耐火材料網(wǎng)-
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