多晶莫来石纤维生产工艺
发布日期： 2018-01-04 00:00:00 阅读量（651） 作者：多晶莫来石耐火纤维的制造工艺，在化学成分上不同于A80 和A95多晶氧化铝纤维，它是根据Al2O3 • SiO2二元相图中，以形成最稳定相或者说形成单一晶体为技术标准，进行化学配比来获取。多晶莫来石耐火纤维的生产也采用胶体法，配比的化学成分Al2O3为72% -75%，SiO2为25% ~28%。其制造原理将可溶性金属铝粉、盐酸和工业软水混合成具有一定黏度的透明胶体溶液，通过转盘甩丝或喷吹成丝的坯体后，进行低温烘干和高温热处理预结晶化。多晶莫来石耐火纤维生产工艺流程如图1所示。
图1 多晶莫来石耐火纤维生产工艺流程
(1)溶胶体的制备，采用常温下胶体工艺，实质上是按晶体种类将含有铝的铝盐和铝变成相应的氧化物，再放入成胶的添加物制成黏度高和能成纤的胶体溶液。根据这一原理，可选用工业级结晶氧化铝配制成水溶液，并按—定的Al/C1之比在溶液中溶入金属铝粉，这种溶液经过水解、聚合等剧烈的化学反应形成透明稳定的氧氯化铝无机胶体——母液。由于所采用的原料即氯化铝水溶液有强烈的腐蚀性，所以整套设备及装置都不能使用金属。特别是将氯化铝水溶液加热至沸腾的容器材质很关键。
根据莫来石晶相的化学组成，需要在母液里加入硅溶胶配制成胶体。在配制胶体溶液时，为了避免胶体出现凝胶和沉淀现象，同时也为了抑制纤维坯体在预结晶加热时，形成晶相后造成SiO2在晶界富集，从而为产生方石英创造条件，可以掺入一些有机酸。配好后的胶体要加热浓缩，必须排除一部分溶剂(主要是物理水)，使胶体聚合黏度达到成纤要求的指标。为了控制胶体的流变性能，应向胶液中加入一定量的高分子聚合物。由于胶体溶液浓缩工艺量大、时间长、温度控制严格、均匀性要求高、黏度控制要求精确，因此应当采取增大蒸发面积和改善胶体液面环境等一系列措施，并设计出一套高效的浓缩系统。
(2)成纤工艺。成纤或称为成丝，是生产多晶莫来石耐火纤维的关键，也是技术难度和操作难度较大的一个环节。为了提高纤维的质量，减少渣球和夹杂的含量，可采用常温高速离心甩丝成纤方法。首先将配制好的胶体放入一个压力容器内，通过气力输送到高速旋转的圆盘上，胶体被离心抛出后经热空气喷吹成纤。在这一工艺环节中，胶体的黏度.圆盘的转速、热气流温度和成纤塔这4个环节都有一定的有机联系和相互制约的关系。
(3)纤维的干燥及热处理。由胶体成纤工艺制得的多晶纤维坯体其表面积大，极易吸收空气中的水分而变成泡糊，所以对刚出来的纤维坯体必须迅速进行干燥，否则纤维丝之间会出现粘连，不但会影响到热处理质量，形成的制品也易脆化。纤维的坯体干燥一定时间后要立即进行热处埋，以便使纤维在高温下脱水，烧掉碳氢化合物，使铝盐中的氯离子(Cl-)转变成氯化氢气体逸出。在这一工艺过程中，需严格控制升温速率，以保证纤维结构不被破坏。在此条件下，热处理炉升温速率可随纤维的直径减小而加大。在热处理过程中会产生有一定温度(高于500℃)的腐蚀性气体。这就需要科学地选用炉体耐火材料和外壳材质。
纤维坯体经过干燥和热处理这两道工序后，形成的是玻璃态的半成品，这时的纤维之间不会发生粘结。将半成品再放入炉内进行高温热处理(预结晶)，要按转晶的升温曲线加热升温，最后得到多晶莫来石耐火纤维。
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