陶瓷纖維產(chǎn)品的性能及應(yīng)用
隨著煉油化工和冶金工業(yè)的飛速發(fā)展，對于廣泛應(yīng)用于這兩個行業(yè)的耐火材料提出了新的要求，陶瓷纖維以其導(dǎo)熱系數(shù)低、抗拉強度高、重?zé)湛s小、低容重、低蓄熱量、高溫隔熱等特點在各類型工業(yè)窯爐的爐襯上得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
對于煉油化工行業(yè)來說，加熱爐爐溫比較高，高能達(dá)1350℃。在陶瓷纖維材料未被設(shè)計和業(yè)主認(rèn)可以前，常規(guī)設(shè)計的爐墻及爐頂?shù)墓ぷ髅婊旧蠟檩p重耐火澆注料，輕質(zhì)磚和其他的保溫材料，襯里層的厚度較高一般在300mm以上。主
要存在以下缺點：所用耐火材料總量不僅體積大，而且過于笨重，整座加熱爐共約需耐火材料600T以上，給加熱爐材料采購及現(xiàn)場施工帶來非常大的難度；爐墻及爐頂錨固磚的吊掛十分不方便，不容易找平；澆注料施工過程中需要現(xiàn)場支模板留設(shè)膨脹縫，施工周期長；需要按照材料本身特性曲線進行烘爐，鋼結(jié)構(gòu)用量也比較大，以及加熱爐升降溫速度受到限制等。
綜上所述，傳統(tǒng)方式的高溫加熱爐的砌筑存在很多缺陷，必須加以改進與完善。實踐表明，以陶瓷纖維取代傳統(tǒng)重質(zhì)耐火材料，用作高溫加熱爐壁襯材料，其前景非常廣闊。
陶瓷纖維作為一種纖維狀高效節(jié)能材料，按照其使用溫度不同，可分成以下幾類：普通型（950℃）、標(biāo)準(zhǔn)型（1000℃）、高純型（1100℃）、高鋁型（1200℃）、鋯鋁型（1250℃）、含鋯型（1300-1350℃）以及多晶莫來石型（1350-1400℃左右）等種類。
按照陶瓷纖維產(chǎn)品形態(tài)可分為棉、毯、氈、板、紙、布、帶、繩、模塊、纖維噴涂料以及纖維澆注料等多種形態(tài)。
陶瓷纖維是一種具有多種不同梯度的使用溫度及對加熱爐氣氛適應(yīng)性強等特點的產(chǎn)品，可以為高溫加熱爐不同部位使用不同檔次陶瓷纖維產(chǎn)品提供了多項選擇，使設(shè)計建造全纖維爐襯結(jié)構(gòu)的高溫加熱爐成為可能，經(jīng)測算表明，在加熱爐上使用陶瓷纖維的成本比使用傳統(tǒng)重質(zhì)耐火材料的成本略有減少。這為高溫加熱爐進一步推廣使用陶瓷纖維開辟了廣闊的天地。
陶瓷纖維產(chǎn)品的使用施工方法一般主要有以下幾種方式：層鋪式、模塊式、貼面式、纖維噴涂式、纖維澆注料式等種。
層鋪式耐火纖維爐襯
（1）. 結(jié)構(gòu)特點：
層鋪式爐襯是將陶瓷纖維毯、氈、板或其它制品按照要求的厚度鋪設(shè)在爐壁鋼板上后用錨固件加以固定的一種全纖維爐襯結(jié)構(gòu)方式。該類爐襯也是應(yīng)用早、傳統(tǒng)的一種壁襯結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點大致概括為：
A. 可根據(jù)各層工作溫度選擇由不同材質(zhì)、體積密度的陶瓷纖維制品組成經(jīng)濟的絕熱結(jié)構(gòu)。
B. 纖維方向與爐壁傳熱方向平行，壁襯絕熱性能好，可減少壁襯散熱損失。
C. 纖維壁襯采用大尺寸的陶瓷纖維毯（或氈）進行施工，不僅施工速度快，并且爐壁接縫少，提高了層鋪壁襯絕熱性能和節(jié)能效果。
（2）. 設(shè)計使用中應(yīng)注意的問題：
A. 層鋪式纖維壁襯錨固件，直接裸露于爐壁熱面，雖然可以選用耐熱合金鋼或陶瓷質(zhì)的錨固件，但仍然限制了這種纖維壁襯的使用溫度。一般僅適用于1000℃以下的溫度。
B. 層鋪毯式纖維壁襯抗風(fēng)蝕性能差，一般爐內(nèi)氣流速度超過10m/s時易產(chǎn)生層狀剝離。
C. *采用纖維毯進行層鋪時，抗風(fēng)蝕性能較差，采用板/毯復(fù)合壁襯結(jié)構(gòu)后，可提高抗風(fēng)蝕性能。
D. 由于錨固件直接暴露于工作熱面，不銹鋼耐熱合金錨固件使用溫度較低，用于高溫時，錨固件易損壞，而采用陶瓷錨固件時，因陶瓷錨固件質(zhì)脆抗熱震性能差，無法*使用，需頻繁更換，同時，陶瓷錨固件與不銹鋼錨固件相比，價格相對較高。
因此，對于層鋪式纖維爐襯，可以應(yīng)用于1000℃以下的爐壁內(nèi)襯如常減壓、加氫等。但由于層鋪結(jié)構(gòu)特點局限，因此在加熱爐上應(yīng)用相對少些，但在管道保溫方面可大顯身手。另外，如何找到既耐高溫、強度大、熱穩(wěn)定好、抗熱震性能優(yōu)良的錨固件是拓寬層鋪式纖維爐襯應(yīng)用領(lǐng)域的一條有效途徑。
模塊式纖維爐襯：
模塊式爐襯結(jié)構(gòu)是將陶瓷纖維毯按一定寬度折疊成風(fēng)琴狀纖維模塊，然后將纖維折疊塊加以一定量的壓縮，并必須在壓縮狀態(tài)下捆起來，同時預(yù)埋錨固件（有的不預(yù)埋，現(xiàn)場施工時直接安裝固定）組成纖維模塊，再通過各種形式與焊接在爐殼鋼板上的金屬錨固件連接固定的一種纖維壁襯結(jié)構(gòu)。
該模塊式纖維壁襯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：
A. 施工簡單，安裝方便，節(jié)省工時，纖維壁維修時，無需大面積拆除，只需更換損壞部位的纖維模塊即可迅速恢復(fù)生產(chǎn)。
B. 纖維模塊在加工時，采取了預(yù)壓縮，能補償組件在高溫下的收縮，不僅減少了纖維壁襯加熱收縮量，同時，比同條件傳統(tǒng)層鋪式壁襯可提高使用溫度50℃以上。
C. 具有優(yōu)良的抗風(fēng)蝕性能，傳統(tǒng)的層鋪式纖維爐襯900℃以下抗風(fēng)蝕性能大為10m/s，而模塊式纖維爐襯允許抗風(fēng)蝕性能可達(dá)30 m/s。
D. 纖維模塊的錨固件不暴露于纖維壁襯熱面，無需采用昂貴的耐熱合金、陶瓷及氮化物等材質(zhì)作錨固件，節(jié)省投資的同時降低了傳熱，還延長了錨固件的使用壽命。
由于該結(jié)構(gòu)有著多種優(yōu)點，因此在石化行業(yè)的乙烯裂解爐、轉(zhuǎn)化爐、加氫爐等加熱爐上的應(yīng)用越來越廣泛。
