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
方法 |
类别 |
级别 |
名 称 |
长期使用温度/ ℃ |
熔融法 |
玻璃态 纤维 |
低 中 中 中 |
硅酸铝纤维 高纯硅酸铝纤维 高铝纤维 含铬硅酸铝纤维 |
≤1000 ≤1100 ≤1200 ≤1200 |
胶体法 |
多晶 纤维 |
高 高 高 |
莫来石纤维 氧化铝纤维 氧化锆纤维 |
≤1400 ≤1500 ≤1600 |
表2 耐火纤维在不同气氛下的使用温度
纤维种类 |
主要成分(Al2O3) /% |
长期使用温度/℃ |
||
氧化气氛 |
还原气氛 |
真空 |
||
1260型 1400型 1600型 |
45~50 55~60 80~95 |
1100~1150 1300 1400~1500 |
1000~1050 1250 1250~1400 |
800~850 950 |
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℃。