增強(qiáng)纖維托板的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
早在1941年,美國(guó)巴布考克·維爾考克斯公司就利用天然高嶺土經(jīng)電弧爐熔融后噴吹成了增強(qiáng)纖維托板。20世紀(jì)40年代后期,美國(guó)有兩家公司生產(chǎn)硅酸鋁系纖維,并第1次將其用于航空工業(yè)。進(jìn)入50年代,增強(qiáng)纖維托板已正式投入工業(yè)化生產(chǎn),到了60年代,已研制開發(fā)出多種增強(qiáng)纖維托板制品,并開始用于工業(yè)窯爐的壁襯。1973年全球出現(xiàn)能源危機(jī)后,增強(qiáng)纖維托板獲得了迅速的發(fā)展,其中以硅酸鋁系纖維發(fā)展最快,每年以10%~15%的速度增長(zhǎng)。美國(guó)和加拿大是增強(qiáng)纖維托板的生產(chǎn)大國(guó),年產(chǎn)量達(dá)到了10萬(wàn)t左右,約占世界耐火纖維年總產(chǎn)量的1/3。歐洲的增強(qiáng)纖維托板產(chǎn)量位于第三,年產(chǎn)量達(dá)到6萬(wàn)t左右。在年產(chǎn)30萬(wàn)t的增強(qiáng)纖維托板中,各種制品的比例大致為:毯和纖維模塊45%;真空成型板、氈及異形制品25%;散狀纖維棉15%:纖維繩、布等織品6%;纖維不定形材料6%:纖維紙3%。
增強(qiáng)纖維托板制品的應(yīng)用領(lǐng)域主要是加工工業(yè)和熱處理工業(yè)(工業(yè)窯爐、熱處理設(shè)備及其它熱工設(shè)備),其消耗量約占40%,其次是鋼鐵工業(yè),其消耗量約占25%。國(guó)外在提高增強(qiáng)纖維托板產(chǎn)量的同時(shí),注意研制開發(fā)新品種,除1000型、1260型、1400型、1600型及混配纖維等典型增強(qiáng)纖維托板制品外,近年來(lái)在熔體的化學(xué)組分中添加ZrO2、Cr2O3等成分,從而使增強(qiáng)纖維托板制品的最高使用溫度提高到1300℃。此外,有些生產(chǎn)企業(yè)還在熔體的化學(xué)組分中添加CaO、MgO等成分,研制開發(fā)成功多種新產(chǎn)品。如可溶性增強(qiáng)纖維托板含62%~75%Al2O3的高強(qiáng)增強(qiáng)纖維托板及耐高溫陶瓷紡織纖維等。因此,目前在國(guó)外增強(qiáng)纖維托板的應(yīng)用帶來(lái)了十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益,導(dǎo)致增強(qiáng)纖維托板的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,一些主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的增強(qiáng)纖維托板產(chǎn)量繼續(xù)保持持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展勢(shì)頭,其中尤以玻璃態(tài)硅酸鋁纖維的發(fā)展最為迅速。同時(shí),隨著增強(qiáng)纖維托板應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致增強(qiáng)纖維托板制品的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生重大改變.如增強(qiáng)纖維托板毯(包括纖維塊)的產(chǎn)量由過(guò)去占增強(qiáng)纖維托板產(chǎn)量的70%下降至45%;增強(qiáng)纖維托板深加工制品(如纖維繩、布等纖維制品)、纖維紙、纖維澆注料、可塑料、涂抹料等纖維不定形材料的產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng),接近于增強(qiáng)纖維托板產(chǎn)量的15%。增強(qiáng)纖維托板新品種的開發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用,大大促進(jìn)了增強(qiáng)纖維托板的應(yīng)用技術(shù)和施工方法的發(fā)展。
我國(guó)增強(qiáng)纖維托板生產(chǎn)起步較晚,在20世紀(jì)70年代初期,才先后在北京耐火材料廠和上海耐火材料廠研制成功并投入批量生產(chǎn)。其后10余年主要以“電弧爐熔融、一次風(fēng)噴吹成纖、濕法手工制氈”的工藝生產(chǎn)增強(qiáng)纖維托板制品,工藝落后,產(chǎn)品單一。自1984年首鋼公司耐火材料廠從美國(guó)CE公司引進(jìn)電阻法甩絲成纖增強(qiáng)纖維托板針刺毯生產(chǎn)線后.至1987年,又有河南陜縣電器廠、廣東高明硅酸鋁纖維廠和貴陽(yáng)耐火材料廠分別從美國(guó)BW公司和Ferro公司引進(jìn)了3條不同規(guī)模、不同成纖方法的增強(qiáng)纖維托板針刺毯生產(chǎn)線及真空成型技術(shù),從此改變了我國(guó)增強(qiáng)纖維托板生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備落后和產(chǎn)品單一的面貌。
自1986年開始.我國(guó)通過(guò)對(duì)引進(jìn)的增強(qiáng)纖維托板生產(chǎn)設(shè)備和工藝消化、吸收,并結(jié)合國(guó)情研制、設(shè)計(jì)建成了不同類型的電阻法甩絲(或噴吹)成纖干法針刺毯生產(chǎn)線82條,安裝在45家企業(yè)內(nèi)。年產(chǎn)量已達(dá)到10萬(wàn)t以上,成為世界最大的生產(chǎn)國(guó)。產(chǎn)品品種多樣化.除批量生產(chǎn)低溫型、標(biāo)準(zhǔn)型、高純型、高鋁型等多種增強(qiáng)纖維托板針刺毯及超輕質(zhì)樹脂干法氈(板)外.還可生產(chǎn)14%~17%ZrO2的合鋯纖維毯。其使用溫度可達(dá)1300℃以上。
80年代末期,日本直井機(jī)織公司、車鐵及英特萊等機(jī)織品公司相繼在北京投資建成了增強(qiáng)纖維托板紡織品專業(yè)生產(chǎn)企業(yè),并批量生產(chǎn)增強(qiáng)纖維托板布、帶、扭繩、套管、方盤根等增強(qiáng)纖維托板紡織品,纖維織品生產(chǎn)所需的散狀纖維棉及工藝裝備均已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。90年代初,北京、上海、遼寧鞍山、山東、河南三門峽等地先后從美國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)引進(jìn)了增強(qiáng)纖維托板的噴涂技術(shù)和設(shè)備;并在冶金、石化部門工業(yè)窯爐上應(yīng)用了增強(qiáng)纖維托板噴涂爐襯,節(jié)省了能耗,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,現(xiàn)已得到了普遍推廣,并在冶金、石化和機(jī)械等部門工業(yè)爐和加熱裝置中的應(yīng)用取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。與增強(qiáng)纖維托板噴涂技術(shù)同步發(fā)展的增強(qiáng)纖維托板澆注料、可塑料、涂抹料等纖維不定形材料,不僅已建有國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè),而且已在各類工業(yè)窯爐、加熱裝置和高溫管道上推廣應(yīng)用。
因此,我國(guó)目前增強(qiáng)纖維托板已處于持續(xù)調(diào)整發(fā)展的階段,增強(qiáng)纖維托板的生產(chǎn)工藝與設(shè)備,尤其是干法針刺毯的生產(chǎn)工藝與設(shè)備具有世界先進(jìn)的含鉻、含鋯硅酸鋁纖維板,多晶氧化鋁纖維,多晶莫耒石纖維及混配纖維制品等新型增強(qiáng)纖維托板與制品相繼開發(fā)成功,并投放了工業(yè)化生產(chǎn),使纖維狀輕質(zhì)耐火材料構(gòu)成了完整的系列產(chǎn)品。增強(qiáng)纖維托板應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,致使高強(qiáng)度、抗風(fēng)蝕硬性纖維壁襯應(yīng)用日益普及。同時(shí),增強(qiáng)纖維托板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,也大大推動(dòng)了增強(qiáng)纖維托板的應(yīng)用技術(shù)和施工方法的發(fā)展。