高铝耐火纤维

1970年日本开始生产Al₂O₃ 60%的高铝耐火纤维，70年代后期得到较快发展。因生产Al₂O₃大于58%的高铝纤维，成纤较困难，容易造成渣球含量偏高，故世界很多国家已改为生产Al₂O₃ 55%左右的非晶态耐火纤维。中国从1981年开始生产高铝纤维，规定高铝纤维的Al₂O₃含量应大于58%，实际Al₂O₃波动于58%-61% 。

高铝耐火纤维的最高使用温度为1400℃，长期使用温度为1200℃。把高铝纤维与多晶纤维按一定比例混合，可以加工成各种混合纤维制品。使用温度与加入的多晶纤维比例有关，使用温度范围为1200-1450℃ 。

高铝耐火纤维(high alumina refractory fibre)氧化铝含量在58%以上，Al₂O₃和SiO₂大于98.5%的高纯非晶态纤维偏热耐火材料 。

以工业氧化铝和高纯硅石作为主要原料，按一定比例配料混合均匀后制成团块，轻烧后经电弧炉或经干法混匀后用电阻炉熔化，用离心甩丝法或压缩空气喷吹法使熔体流股纤维化，制得高铝耐火纤维的原棉。原棉可以直接使用，也可以进一步加工成各种耐火毡、毯、板等制品。

用上述工艺生产的高铝纤维，直径2-6μm，长度20-100mm。未经除渣处理的原棉中渣球含量小于10%，加热线收缩小于2%（1200℃，6h），或小于3%（1400℃，6h），热导率0.13W/(m·K)(热面温度1200℃)，耐火度大于1790℃ 。

中文名称

高铝耐火纤维制品

英文名称

high alumina refractory fiber product

定　　义

以高铝耐火纤维为主要原料加工制成的耐火纤维制品。其含量为Al2O3>60%，(Al2O33SiO2)>98.8%，一般采用工业氧化铝粉及硅石砂为原料，熔融法生产。因其析晶引起的纤维质量恶化程度较小，长期使用的最高温度约为1200℃。

应用学科

材料科学技术（一级学科），无机非金属材料（二级学科），耐火材料（三级学科）

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。（表2）

表1 耐火纤维的分类

表2 耐火纤维在不同气氛下的使用温度

注：表中纤维种类是美国、日本和西欧一些国家的分类。

硅酸铝质耐火纤维用杂质含量较低的粘土熟料（焦宝石）作为原料，经1800～2000℃高温熔融、喷吹或甩丝成纤，纤维中Al₂O₃含量45%左右，长期使用温度不超过1000℃。

高纯硅酸铝耐火纤维采用工业氧化铝和高纯硅石砂或石英砂作原料，亦可加入少量B₂O₃，或ZrO₂等作为添加剂，经配料混合、熔融喷吹或甩丝成纤，制成的纤维含Al₂O₃50%左右，Al₂O₃ SiO₂> 99%，最高使用温度1260℃，长期使用温度约1100℃。

含铬硅酸铝耐火纤维以工业氧化铝、硅石粉和氧化铬为原料，按照硅石粉40%～60%、工业氧化铝40%～55%，氧化铬3%～6%配料，经熔融喷吹或甩丝成纤，最高使用温度1400℃，长期使用温度1150～1200℃。

高铝耐火纤维以工业氧化铝和高纯硅石作为主要原料，配合料经熔融喷吹或甩丝成纤，得到氧化铝含量58%以上的高纯度玻璃态硅酸铝耐火纤维。最高使用温度1400℃，长期使用温度为1200℃。

莫来石质耐火纤维用氯化铝、金属铝粉、硅溶胶、冰乙酸及各种有机添加剂作原料，经制胶、纤维化、热处理等工艺过程，制得Al₂O₃72%～80%的多晶纤维，其主成分为莫来石，使用温度1300～1500℃。

氧化铝耐火纤维用氯化铝、金属铝粉、硅溶胶、冰乙酸和各种有机添加剂作原料，经制胶，纤维化，热处理等工艺过程，制得Al₂O₃95%左右、SiO₂约5%的多晶纤维，其主要矿物成分为θ-Al₂O₃或α-Al₂O₃，使用温度1400～1600℃。

氧化锆耐火纤维用醋酸锆、氧氯化锆及YCl₃、MgCl₂、CaCl₂等作原料，经制胶、纤维化、热处理等工艺过程，制得主成分为ZrO₂（含稳定剂）大于98%的耐火纤维，使用温度1600℃。

美国、日本和西欧的一些国家，通常按耐火纤维的最高允许使用温度进行分类，其方法是把耐火纤维样品加热保温24h，其线收缩接近并小于2.5%时的温度作为分类温度。实际允许最高长期使用温度要比分类温度低，在氧化气氛下允许最高长期使用温度应比分类温度低100～150℃，在还原气氛下应低200～250℃，在真空气氛下应低400～450℃。

涂抹炉衬是用泥刀等瓦工工具,将耐火纤维糊状浆料涂抹到炉墙上,从而形成抗机械损伤和耐气流冲刷性极好的绝热炉衬。浆料由高铝质耐火骨料、无机结合剂及散状耐火纤维混合而成。涂抹浆料类似预混的喷涂料,但前者的纤维材料无须进行球化等预处理;另外,涂抹料中加入了大量的耐火骨料提高稠度,降低流动性,从而便于涂抹操作,并提高炉衬的使用温度。但骨料的存在也使炉衬的热导率增大,纤维炉衬的绝热性能变弱 。