近年来,陶瓷纤维在高温窑炉上的应用日益广泛,并取得了显著的经济效果。同时,作为耐火材料的增强材料,亦可增加材料本身的强度、抗热冲击性和绝热效果,降低耐火材料的重量。
一、陶瓷纤维在热工窑炉设备中的用途
1、作为窑炉填充密封材料
窑炉的膨胀缝、金属部件的间隙处、 辊道窑两端头转动部分的孔洞处、吊頂式窑炉的接缝处、窑车及接头处均可采州陶瓷纤维材料填充或密封。
2、作为窑炉外层隔热材料
陶瓷窑炉多采用陶瓷散棉或陶瓷纤维毡(板)作保溫隔热材料,可以減小窑璧厚度、降低窑璧表面温度。纤维本身有弹性和填充性,可緩解窑壁膨胀热应力,提高窑炉气密性:纤维热容小,对快速烧成有帮助。
3、作为窑炉内衬材料
根据使用区间溫度要求的不同,选择合适的陶瓷纤維作为内衬材料有以下优点:窑璧厚度減小,重量减轻。加快窑炉尤其是间歇窑的升溫速度,节约窑炉砌筑材料,降低成本;节约烘窑时间,投产快可延长外层砌体的使用寿命。
4、用于全纤维窑炉中
即窑璧和炉衬均采用陶瓷纤维。纤维炉衬的蓄热量仅为砖砌炉衬的1/10-1/30, 重量为其1/10~ 1/20。可減小炉体重量, 降低结构费用,还可加快烧成速度。同时陶瓷纤维喷涂炉衬具有表面光滑、气密性好、绝热效果好、不易利落、可以用于形状复杂的炉壁和施工速度快等特点。
在燃料燃烧产物和高溫的双重作用下,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,以陶瓷纤維毯或模块炉衬,以及由陶瓷纤维毯和模块组成的复合结构炉衬最好。在陶瓷纤维炉衬表面涂高溫涂料,或者在陶瓷纤维炉衬和各层纤维之间设置致密层的方法,可以防止高溫气流进入陶瓷纤维炉衬的高温侧贴上硬质陶瓷纤维板或模块也可以起相同的作用。
二、发展前景展望
由于能源价格不断上涨,燃料成本将会成为扼制陶瓷业发展的瓶颈,节能愈加重要,人们对窑炉热损失愈来愈关心,有的直接在元有耐火内衬表面加贴一层耐火陶瓷纤维以提高热效率。对于连续加热设备如陶瓷隧道窑,早已实现了采用耐火陶瓷纤维用作连续加热设备的内衬,据有关资料报道,快速推板窑与隧道窑中采用耐火陶瓷纤维节能效果都很显著。尤其是超高溫加热,如烧成溫度在1538℃〜1649℃ 的窑炉中,采用耐火纤维的节能效果最佳。目前,欧美及日本的陶瓷窑炉设备全部采用陶瓷纤维内衬。日本将燃气隧道窑分解为诸如车厢结构进行分节制造、然后再运抵瓷厂施工现场组装,这一切都是由于采用陶瓷纤维材枓,大大节省了窑炉造价,更简便的缘故。