耐火纖維

　　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。