增强纤维托板的现状及发展趋势
早在1941年,美国巴布考克·维尔考克斯公司就利用天然高岭土经电弧炉熔融后喷吹成了增强纤维托板。20世纪40年代后期,美国有两家公司生产硅酸铝系纤维,并第1次将其用于航空工业。进入50年代,增强纤维托板已正式投入工业化生产,到了60年代,已研制开发出多种增强纤维托板制品,并开始用于工业窑炉的壁衬。1973年全球出现能源危机后,增强纤维托板获得了迅速的发展,其中以硅酸铝系纤维发展最快,每年以10%~15%的速度增长。美国和加拿大是增强纤维托板的生产大国,年产量达到了10万t左右,约占世界耐火纤维年总产量的1/3。欧洲的增强纤维托板产量位于第三,年产量达到6万t左右。在年产30万t的增强纤维托板中,各种制品的比例大致为:毯和纤维模块45%;真空成型板、毡及异形制品25%;散状纤维棉15%:纤维绳、布等织品6%;纤维不定形材料6%:纤维纸3%。
增强纤维托板制品的应用领域主要是加工工业和热处理工业(工业窑炉、热处理设备及其它热工设备),其消耗量约占40%,其次是钢铁工业,其消耗量约占25%。国外在提高增强纤维托板产量的同时,注意研制开发新品种,除1000型、1260型、1400型、1600型及混配纤维等典型增强纤维托板制品外,近年来在熔体的化学组分中添加ZrO2、Cr2O3等成分,从而使增强纤维托板制品的最高使用温度提高到1300℃。此外,有些生产企业还在熔体的化学组分中添加CaO、MgO等成分,研制开发成功多种新产品。如可溶性增强纤维托板含62%~75%Al2O3的高强增强纤维托板及耐高温陶瓷纺织纤维等。因此,目前在国外增强纤维托板的应用带来了十分显著的经济效益,导致增强纤维托板的应用范围日益扩大,一些主要工业发达国家的增强纤维托板产量继续保持持续增长的发展势头,其中尤以玻璃态硅酸铝纤维的发展最为迅速。同时,随着增强纤维托板应用范围的不断扩大,导致增强纤维托板制品的生产结构随之发生重大改变.如增强纤维托板毯(包括纤维块)的产量由过去占增强纤维托板产量的70%下降至45%;增强纤维托板深加工制品(如纤维绳、布等纤维制品)、纤维纸、纤维浇注料、可塑料、涂抹料等纤维不定形材料的产量大幅度增长,接近于增强纤维托板产量的15%。增强纤维托板新品种的开发生产和应用,大大促进了增强纤维托板的应用技术和施工方法的发展。
我国增强纤维托板生产起步较晚,在20世纪70年代初期,才先后在北京耐火材料厂和上海耐火材料厂研制成功并投入批量生产。其后10余年主要以“电弧炉熔融、一次风喷吹成纤、湿法手工制毡”的工艺生产增强纤维托板制品,工艺落后,产品单一。自1984年首钢公司耐火材料厂从美国CE公司引进电阻法甩丝成纤增强纤维托板针刺毯生产线后.至1987年,又有河南陕县电器厂、广东高明硅酸铝纤维厂和贵阳耐火材料厂分别从美国BW公司和Ferro公司引进了3条不同规模、不同成纤方法的增强纤维托板针刺毯生产线及真空成型技术,从此改变了我国增强纤维托板生产工艺、生产设备落后和产品单一的面貌。
自1986年开始.我国通过对引进的增强纤维托板生产设备和工艺消化、吸收,并结合国情研制、设计建成了不同类型的电阻法甩丝(或喷吹)成纤干法针刺毯生产线82条,安装在45家企业内。年产量已达到10万t以上,成为世界最大的生产国。产品品种多样化.除批量生产低温型、标准型、高纯型、高铝型等多种增强纤维托板针刺毯及超轻质树脂干法毡(板)外.还可生产14%~17%ZrO2的合锆纤维毯。其使用温度可达1300℃以上。
80年代末期,日本直井机织公司、车铁及英特莱等机织品公司相继在北京投资建成了增强纤维托板纺织品专业生产企业,并批量生产增强纤维托板布、带、扭绳、套管、方盘根等增强纤维托板纺织品,纤维织品生产所需的散状纤维棉及工艺装备均已实现了国产化。90年代初,北京、上海、辽宁鞍山、山东、河南三门峡等地先后从美国、法国、日本等国引进了增强纤维托板的喷涂技术和设备;并在冶金、石化部门工业窑炉上应用了增强纤维托板喷涂炉衬,节省了能耗,取得了良好的经济效益,现已得到了普遍推广,并在冶金、石化和机械等部门工业炉和加热装置中的应用取得了成功的经验。与增强纤维托板喷涂技术同步发展的增强纤维托板浇注料、可塑料、涂抹料等纤维不定形材料,不仅已建有国内生产企业,而且已在各类工业窑炉、加热装置和高温管道上推广应用。
因此,我国目前增强纤维托板已处于持续调整发展的阶段,增强纤维托板的生产工艺与设备,尤其是干法针刺毯的生产工艺与设备具有世界先进的含铬、含锆硅酸铝纤维板,多晶氧化铝纤维,多晶莫耒石纤维及混配纤维制品等新型增强纤维托板与制品相继开发成功,并投放了工业化生产,使纤维状轻质耐火材料构成了完整的系列产品。增强纤维托板应用范围的不断扩大,致使高强度、抗风蚀硬性纤维壁衬应用日益普及。同时,增强纤维托板生产技术的发展,也大大推动了增强纤维托板的应用技术和施工方法的发展。