耐火纤维

　　耐火纤维也可叫为陶瓷纤维，属于纤维状隔热耐火材料。它具有一般纤维的特性，如柔软、有弹性、有一定的抗拉强度，可以进一步把它加工成各种纸、线、绳、带、毯和毡等制品；又具有一般纤维所没有的耐高温、耐腐蚀性能。作为耐火隔热材料，已被广泛应用于冶金、化工、机械、建材、造船、航空、航天等工业部门。
　　分类
　　耐火纤维分为非晶质(玻璃态)和多晶质(结晶态)两大类。非晶质耐火纤维，包括硅酸铝质、高纯硅酸铝质、含铬硅酸铝质和高铝质耐火纤维。多晶质耐火纤维，包括莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维。(表1)也有按耐火纤维最高允许使用温度分类的。
　　主要用途
　　1、各种隔热工业窑炉的炉门密封、炉口幕帘。
　　2、高温烟道、风管的衬套、膨胀的接头。
　　3、石油化工设备、容器、管道的高温隔热、保温。
　　4、高温环境下的防护衣、手套、头套、头盔、靴等。
　　5、汽车发动机的隔热罩、重油发动机排气管的包裹、高速赛车的复合制动摩擦衬垫。
　　6、输送高温液体、气体的泵、压缩机和阀门用的密封填料、垫片。
　　7、高温电器绝缘。
　　8、防火门、防火帘、灭火毯、接火花用垫子和隔热覆盖等防火缝制品。
　　9、航天、航空工业用的隔热、保温材料、制动摩擦衬垫。
　　10、深冷设备、容器、管道的隔热、包裹。
　　11、高档写字楼中的档案库、金库、保险柜等重要场所的绝热、防火隔层，消防自动防火帘。
　　耐火纤维喷涂技术
　　耐 火纤维以耐高温(1000~1400)℃、耐振动、尽热、吸声和重量轻等优点，已取代砖结构和浇注料而成为耐火、保温、隔热、隔声、防火的优选材料，在冶金、石油、化工、机械、建筑等行业得到广泛应用。传统的耐火纤维的施工技术主要指的是耐火纤维制品的施工技术。采用粘贴、拼接等技术和工艺进行施工，施工 难度大、速度慢，质量控制困难、接缝多，整体性差，操纵工人劳动强度大，环境恶劣。耐火纤维喷涂技术是纤维施工机械化的一项新技术新工艺。该技术是使用纤维喷枪，结合剂通过隔膜泵均匀地喷进纤维，二者在喷枪出口混合直接喷涂到工作表面上，形成三维网络状制品结构。克服了传统施工技术的缺点，有利于进步产业 炉窑的热效率。
　　一、种类及其原料
　　以耐火纤维为主要原料制成的隔热耐火制品通称为耐火纤维制品。耐火纤 维分为非晶质（玻璃态）和多晶质（结晶态）两大类：非晶质耐火纤维包括硅酸铝质、高纯硅酸铝质、含铬硅酸铝质和高铝质耐火纤维；多晶质耐火纤维包括莫来石纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维。耐火纤维制品的最高使用温度因制品纤维品种、炉内气氛而不同，一般在（1100~1500）℃。
　　应用 于高温耐火材料的结合剂品种繁多，性能各异。按照结合剂的化学性质分为无机结合剂和有机结合剂。无机结合剂主要有硅酸盐类、铝酸盐类、磷酸盐类、硫酸盐类、氯化物类和溶胶；有机结合剂包括自然有机物和有机合成物。应用于耐火纤维喷涂技术的高温结合剂一般是硅酸钠。
　　岩棉在保温、隔热上具有良好的性能，价格便宜，工作温度在（－268~700）℃之间。可用于连续工作温度在600℃以下的炉窑及管道衬层尽热保温。
　　硅 酸铝系耐火纤维密度在（250~300）kg/m3条件下导热系数最小。标准型普通硅酸铝纤维、高铝纤维喷涂分别用于工作温度在1000℃、1200℃以 下的热工设备，作耐火、隔热、保温层，高铝与含错复合纤维及含错纤维喷涂应用于1300℃左右的高温炉窑。
　　常用硅酸铝系列结合剂 属热硬性结合剂。在答应的工作温度范围内，结合剂成分、配比应有助于形成粘结链和网络结构，既需快速促凝、固化后不收缩，又要具有均匀、分散、活动性，兼顾初始强化度和热态烧结性能。热硬性结合剂的耐火度不低于1750℃，粘度（6.0~8.0）×10-3Pa·s。
　　二、喷涂施工的应用
　　1．应用范围
　　耐 火纤维制品有很多优点，但其强度和耐火砖、高强度浇注料相比，还是有较大差距，故耐火纤维制品适用于直接与炉衬接触、无颗粒气流冲洗及燃气流速 ≤20m/s（若喷涂表面涂料可增强抗气流冲洗能力）的各种产业炉窑的耐火衬里和复合炉衬的保温层。采自中国资产治理网。另外，通过纤维原料的选用，塔、罐、容器等的外保温也可用纤维制品。喷涂技术是耐火纤维施工技术的改进和进步，施工速度快，质量较好。适合使用耐火纤维制品的结构同样适合喷涂技术的使 用。
　　2．特点及优越性
　　目前国内大部分炉窑的炉墙仍采用砖砌层结构，其缺点是点火升温时，蓄热量大，升温速度慢，热耗增加；保温效果差，散热损失大，工作环境恶劣；热惰性大，不适合自动化控制燃烧。
　　对 于复合结构的内衬，炉衬材料由耐火砖至浇注料发展到轻质纤维毡、毯、块等，固然在一定程度上进步了炉窑技术性能指标，但纤维制品的施工工艺落后，施工质量难以保证，内衬的寿命受到较大影响。主要缺点是人力投进大，施工速度慢，施工质量很难控制；纤维制品间有贯通式直缝，密封性差，易窜火；球面及异型结构难 以施工，维修和抢修困难。
　　对于加热炉等产业炉衬来说，纤维喷涂材料采用优质纤维原棉，高性能纤维系列结合剂为原料，在一次性整体喷涂过程中形成网络结构，与其他施工方法相比，具有以下优点：
　　(1)一次性喷涂所获得的衬层无接缝，有效地避免了纤维制品在高温下的定向收缩，消除了窜气、露点腐蚀等对炉壳、锚固钉的危害，强化了密封、保温顺耐火性能，进步了产业炉窑的热效率。
　　(2) 纤维喷涂技术可以降低复杂形面，如球面、拐角、炉门及排烟管结合处等部位整体锚固的施工难度，进步了异形结合处的密封性能。衬层坚固、均匀而平整，具有较强的抗腐蚀能力。喷涂施工方便、灵活，锚固钉用量少，且全部埋在纤维炉衬里，有效防止钉头烧损，避免热短路。
　　(3)喷涂纤维衬层具有比平展毡、毯较低的导热系数，比立展折叠块有较好的热强度，锚固件埋于喷涂层内不直接传递热量，节能达15%~30%。
　　(4)喷涂层经济公道，可以根据产业炉工况，采用多种纤维分层复合喷涂，有利于实现复合材料传热机理的温度梯度分布，降低衬层材料的综合造价。
　　(5)耐火纤维喷涂速度比常规施工方法进步4.5倍，尤其对抢修工程更具有上风。涂层结构属柔性质料，喷涂施工竣工后即可投进使用，减少近4/5的烘炉时间。
　　三、喷涂施工质量控制
　　1．衬里施工期间直至烘炉时的环境温度不得低于5℃，雨季施工应有防雨措施，用木塞或牛皮纸将加热炉所有接管内孔及燃烧器孔全部封堵严密。
　　2．钢结构除锈标准应达到St3级。锚固钉焊接根部应满焊、无咬肉，垂直偏差≤5mm，高度误差±2mm，间距误差±5mm。
　　3．根据喷涂衬里的厚度分层喷涂耐火纤维，每层间挂不锈钢网，衬里应将锚固钉完全覆盖，且内表面与锚固钉顶端应有（25~30） mm的间隔，喷涂过程中严禁使用回弹料。