陶瓷纖維用于實驗電爐的保溫研究.pdf

1、高溫爐爐襯的保溫材料起著隔熱保溫的作用，影響著高溫爐溫度的升降速度、熱效率和爐體各部位的溫差等，因此對保溫材料具有很高的要求。如果整個爐襯材料采用合適的單一纖維層保溫體系可實現(xiàn)好的隔熱保溫效果，但往往價格比較昂貴。因此，利用電爐爐襯從里到外溫度逐漸降低的特點，使用復合纖維層保溫體系既可實現(xiàn)有效保溫，又可降低使用成本，便于推廣。
　　實驗在研究巖棉、硅酸鋁、莫來石及氧化鋁纖維制品的耐溫性能的基礎上，將其作為電爐爐襯多層保溫體系的基本

2、單元，測定并分析不同纖維組合爐襯的保溫效果，以尋求復合保溫體系的最佳組合，為陶瓷纖維在實驗電爐中的實際應用提供參考依據(jù)。針對纖維制品在高溫下易燒結粉化的缺點，通過對纖維制品浸漬或噴覆氧化鋁料漿，提高其抗燒結性。
　　通過DTA、XRD和SEM等測試分析手段研究了纖維加熱前后的晶相及微結構，得出巖棉和含鋯硅酸鋁纖維氈是非晶態(tài)材料。隨著熱處理溫度的增加，伴隨著析晶和晶粒長大，纖維表面由光滑變粗糙，纖維制品收縮增加，部分燒結，導熱系數(shù)增

3、加。其中，巖棉耐溫性最差，熱處理時收縮嚴重，使用溫度低于950℃；含鋯硅酸鋁纖維氈在1350℃熱處理時出現(xiàn)明顯收縮，故使用溫度應低于1350℃。莫來石纖維板和氧化鋁纖維板是晶態(tài)材料，耐溫性良好。高溫熱處理時氧化鋁纖維板收縮很小，晶粒均勻細小，使用溫度高于1550℃；莫來石纖維板則收縮較大，性能次之，使用溫度低于1550℃。
　　根據(jù)對復合保溫體系中的各層界面溫度的測定與分析，并綜合成本因素考慮，可以得出：當爐溫為950℃時，組合一

4、(莫來石纖維板+含鋯硅酸鋁纖維氈+巖棉)是最佳保溫層。當爐溫為1150℃時，組合三(莫來石纖維板+莫來石纖維板+含鋯硅酸鋁纖維氈)是最佳保溫層。當爐溫為1350℃和1550℃時，組合四(莫來石纖維板+莫來石纖維板+莫來石纖維板)是最佳的保溫層組合。當爐溫為950℃、1150℃、1350℃和1550℃時，組合一的熱流密度均最大，組合四的熱流密度均最小。根據(jù)熱工計算預測：當爐溫為1550℃時，莫來石纖維板60mm、含鋯硅酸鋁纖維氈124mm

5、和巖棉53mm可以使保溫層最外側溫度不高于100℃。
　　在陶瓷纖維制品表面上噴涂或浸漬的氧化鋁料漿層，降低了巖棉及莫來石纖維板的燒結收縮和抑制了纖維晶粒長大。巖棉浸漬氧化鋁料漿后導熱系數(shù)變化不大，但最高使用溫度提高到950℃~1000℃。莫來石纖維板涂覆三次氧化鋁料漿后導熱系數(shù)變化不大，最高使用溫度可提高到1500℃~1550℃。利用改性陶瓷纖維制品構成的復合保溫體系（組合二），當爐溫為950℃~1350℃時，涂層可以明顯提高其