陶瓷纖維產品的性能及應用

隨著煉油化工和冶金工業的飛速發展，對于廣泛應用于這兩個行業的耐火材料提出了新的要求，陶瓷纖維以其導熱系數低、抗拉強度高、重燒收縮小、低容重、低蓄熱量、高溫隔熱等特點在各類型工業窯爐的爐襯上得到了越來越廣泛的應用。

對于煉油化工行業來說，加熱爐爐溫比較高，高能達1350℃。在陶瓷纖維材料未被設計和業主認可以前，常規設計的爐墻及爐頂的工作面基本上為輕重耐火澆注料，輕質磚和其他的保溫材料，襯里層的厚度較高一般在300mm以上。主

要存在以下缺點：所用耐火材料總量不僅體積大，而且過于笨重，整座加熱爐共約需耐火材料600T以上，給加熱爐材料采購及現場施工帶來非常大的難度；爐墻及爐頂錨固磚的吊掛十分不方便，不容易找平；澆注料施工過程中需要現場支模板留設膨脹縫，施工周期長；需要按照材料本身特性曲線進行烘爐，鋼結構用量也比較大，以及加熱爐升降溫速度受到限制等。

綜上所述，傳統方式的高溫加熱爐的砌筑存在很多缺陷，必須加以改進與完善。實踐表明，以陶瓷纖維取代傳統重質耐火材料，用作高溫加熱爐壁襯材料，其前景非常廣闊。

陶瓷纖維作為一種纖維狀高效節能材料，按照其使用溫度不同，可分成以下幾類：普通型（950℃）、標準型（1000℃）、高純型（1100℃）、高鋁型（1200℃）、鋯鋁型（1250℃）、含鋯型（1300-1350℃）以及多晶莫來石型（1350-1400℃左右）等種類。

按照陶瓷纖維產品形態可分為棉、毯、氈、板、紙、布、帶、繩、模塊、纖維噴涂料以及纖維澆注料等多種形態。

陶瓷纖維是一種具有多種不同梯度的使用溫度及對加熱爐氣氛適應性強等特點的產品，可以為高溫加熱爐不同部位使用不同檔次陶瓷纖維產品提供了多項選擇，使設計建造全纖維爐襯結構的高溫加熱爐成為可能，經測算表明，在加熱爐上使用陶瓷纖維的成本比使用傳統重質耐火材料的成本略有減少。這為高溫加熱爐進一步推廣使用陶瓷纖維開辟了廣闊的天地。

陶瓷纖維產品的使用施工方法一般主要有以下幾種方式：層鋪式、模塊式、貼面式、纖維噴涂式、纖維澆注料式等種。

層鋪式耐火纖維爐襯

（1）. 結構特點：

層鋪式爐襯是將陶瓷纖維毯、氈、板或其它制品按照要求的厚度鋪設在爐壁鋼板上后用錨固件加以固定的一種全纖維爐襯結構方式。該類爐襯也是應用早、傳統的一種壁襯結構，其結構特點大致概括為：

A. 可根據各層工作溫度選擇由不同材質、體積密度的陶瓷纖維制品組成經濟的絕熱結構。

B. 纖維方向與爐壁傳熱方向平行，壁襯絕熱性能好，可減少壁襯散熱損失。

C. 纖維壁襯采用大尺寸的陶瓷纖維毯（或氈）進行施工，不僅施工速度快，并且爐壁接縫少，提高了層鋪壁襯絕熱性能和節能效果。

（2）. 設計使用中應注意的問題：

A. 層鋪式纖維壁襯錨固件，直接裸露于爐壁熱面，雖然可以選用耐熱合金鋼或陶瓷質的錨固件，但仍然限制了這種纖維壁襯的使用溫度。一般僅適用于1000℃以下的溫度。

B. 層鋪毯式纖維壁襯抗風蝕性能差，一般爐內氣流速度超過10m/s時易產生層狀剝離。

C. 完全采用纖維毯進行層鋪時，抗風蝕性能較差，采用板/毯復合壁襯結構后，可提高抗風蝕性能。

D. 由于錨固件直接暴露于工作熱面，不銹鋼耐熱合金錨固件使用溫度較低，用于高溫時，錨固件易損壞，而采用陶瓷錨固件時，因陶瓷錨固件質脆抗熱震性能差，無法長期使用，需頻繁更換，同時，陶瓷錨固件與不銹鋼錨固件相比，價格相對較高。

因此，對于層鋪式纖維爐襯，可以應用于1000℃以下的爐壁內襯如常減壓、加氫等。但由于層鋪結構特點局限，因此在加熱爐上應用相對少些，但在管道保溫方面可大顯身手。另外，如何找到既耐高溫、強度大、熱穩定好、抗熱震性能優良的錨固件是拓寬層鋪式纖維爐襯應用領域的一條有效途徑。