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      多晶莫來石纖維制品生產工藝

      添加時間:2018年2月27日  瀏覽次數:

             多晶莫來石耐火纖維的制造工藝,在化學成分上不同于A80和A95多晶氧化鋁纖維,它是根據Al2O3•SiO2二元相圖中,以形成最穩定相或者說形成單一晶體為技術標準,進行化學配比來獲取。多晶莫來石耐火纖維的生產也采用膠體法,配比的化學成分Al2O3為72%-75%,SiO2為25%~28%。其制造原理將可溶性金屬鋁粉、鹽酸和工業軟水混合成具有一定黏度的透明膠體溶液,通過轉盤甩絲或噴吹成絲的坯體后,進行低溫烘干和高溫熱處理預結晶化。

             多晶莫來石耐火纖維生產工藝流程如圖1所示。

      圖1 多晶莫來石耐火纖維生產工藝流程

             (1)溶膠體的制備,采用常溫下膠體工藝,實質上是按晶體種類將含有鋁的鋁鹽和鋁變成相應的氧化物,再放入成膠的添加物制成黏度高和能成纖的膠體溶液。根據這一原理,可選用工業級結晶氧化鋁配制成水溶液,并按—定的Al/C1之比在溶液中溶入金屬鋁粉,這種溶液經過水解、聚合等劇烈的化學反應形成透明穩定的氧氯化鋁無機膠體——母液。由于所采用的原料即氯化鋁水溶液有強烈的腐蝕性,所以整套設備及裝置都不能使用金屬。特別是將氯化鋁水溶液加熱至沸騰的容器材質很關鍵。

             根據莫來石晶相的化學組成,需要在母液里加入硅溶膠配制成膠體。在配制膠體溶液時,為了避免膠體出現凝膠和沉淀現象,同時也為了抑制纖維坯體在預結晶加熱時,形成晶相后造成SiO2在晶界富集,從而為產生方石英創造條件,可以摻入一些有機酸。配好后的膠體要加熱濃縮,必須排除一部分溶劑(主要是物理水),使膠體聚合黏度達到成纖要求的指標。為了控制膠體的流變性能,應向膠液中加入一定量的高分子聚合物。由于膠體溶液濃縮工藝量大、時間長、溫度控制嚴格、均勻性要求高、黏度控制要求精確,因此應當采取增大蒸發面積和改善膠體液面環境等一系列措施,并設計出一套高效的濃縮系統。

             (2)成纖工藝。成纖或稱為成絲,是生產多晶莫來石耐火纖維的關鍵,也是技術難度和操作難度較大的一個環節。為了提高纖維的質量,減少渣球和夾雜的含量,可采用常溫高速離心甩絲成纖方法。首先將配制好的膠體放入一個壓力容器內,通過氣力輸送到高速旋轉的圓盤上,膠體被離心拋出后經熱空氣噴吹成纖。在這一工藝環節中,膠體的黏度.圓盤的轉速、熱氣流溫度和成纖塔這4個環節都有一定的有機聯系和相互制約的關系。

             (3)纖維的干燥及熱處理。由膠體成纖工藝制得的多晶纖維坯體其表面積大,極易吸收空氣中的水分而變成泡糊,所以對剛出來的纖維坯體必須迅速進行干燥,否則纖維絲之間會出現粘連,不但會影響到熱處理質量,形成的制品也易脆化。纖維的坯體干燥一定時間后要立即進行熱處埋,以便使纖維在高溫下脫水,燒掉碳氫化合物,使鋁鹽中的氯離子(Cl-)轉變成氯化氫氣體逸出。在這一工藝過程中,需嚴格控制升溫速率,以保證纖維結構不被破壞。在此條件下,熱處理爐升溫速率可隨纖維的直徑減小而加大。在熱處理過程中會產生有一定溫度(高于500℃)的腐蝕性氣體。這就需要科學地選用爐體耐火材料和外殼材質。

             纖維坯體經過干燥和熱處理這兩道工序后,形成的是玻璃態的半成品,這時的纖維之間不會發生粘結。將半成品再放入爐內進行高溫熱處理(預結晶),要按轉晶的升溫曲線加熱升溫,最后得到多晶莫來石耐火纖維。

      關鍵詞:多晶莫來石纖維   保溫材料      
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