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耐火纤维的性能特点探究

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于耐火纤维制品的热导率低、体积密度小、比热容与普通耐火砖接近,因此与砖砌炉衬相比,其散热损失和蓄热损失将大为减少。

耐火纤维的性能特点探究

1.分类温度和使用温度

表7-12中所列分类温度为耐火纤维制品在无载荷条件下加热保持24h其加热永久线变化(收缩值)为4%时的测试温度。耐火纤维在该温度下长期使用,其寿命会很短。推荐使用温度是长期安全使用温度,是指耐火纤维在一定温度下保持24h,加热永久线变化小于2.5%时的测试温度。在此温度下,非晶质纤维结晶,晶质纤维晶型转变及晶粒生长速度缓慢,纤维性能稳定,纤维柔软富有弹性

还原性气氛下应采用以高纯合成料为原料的纤维作为炉衬材料,并在耐火纤维炉衬表面涂抹防腐涂料,这样不仅能提高纤维炉衬的化学稳定性能,还能提高纤维炉衬的抗冲刷性能和降低纤维炉衬的加热收缩。还原气氛下耐火纤维使用温度较推荐使用温度低100~150℃。

2.体积密度

耐火纤维体积密度是重要质量指标,随纤维制品类别而异。耐火纤维毡:60~220kg/m3;耐火纤维板:280~320kg/m3;耐火纤维组件:200~240kg/m3;耐火纤维毯:65kg/m3、100kg/m3、130kg/m3、160kg/m3

3.比热容

耐火纤维比热容c[kJ/(kg·℃)]按式(7-1)计算

c=1.013+0.075×10-6t2 (7-1)

式中 t——耐火纤维平均温度(℃)。

4.热导率

不同体积密度耐火纤维的热导率λ[W/(m·℃)]按以下各式计算

体积密度为130kg/m3

λ=0.054+0.272×10-6t2 (7-2)

体积密度为140kg/m3

λ=0.048+0.259×10-6t2 (7-3)

体积密度为160kg/m3

λ=0.035+0.234×10-6t2 (7-4)(www.xing528.com)

体积密度为200kg/m3

λ=0.05+0.07×10-6t2 (7-5)

当纤维制品的体积密度大于400kg/m3时,随着体积密度的提高热导率逐渐增大,所以耐火纤维制品的体积密度应低于400kg/m3;当体积密度小于400kg/m3时,随着体积密度的提高热导率逐渐降低,但纤维消耗量增加,炉衬成本增大。因此选择耐火纤维制品的体积密度有一个最佳值,一般认为纤维制品体积密度在120~160kg/m3范围内比较经济

由于耐火纤维制品的热导率低、体积密度小、比热容与普通耐火砖接近,因此与砖砌炉衬相比,其散热损失和蓄热损失将大为减少。

5.抗气流冲刷性能

对于燃料炉及采用风扇强制循环的电炉,要求耐火纤维炉衬具有一定抵抗风速的抗气流冲刷能力。纤维针刺毯最大允许风速为15~18m/s;真空成形毡为8m/s;纤维折叠块为15~18m/s。如果气流速度超过上述范围,应对纤维制品表面进行硬化处理。

6.抗拉强度

为满足耐火纤维制品在施工时保持一定的形状,纤维制品应具有一定的抗拉强度。无粘结剂的纤维针刺毯常温下抗拉强度为0.03~0.08MPa;纤维毡常温下抗拉强度大于0.03MPa。

7.黑度

标准型硅酸铝耐火纤维和高铝耐火纤维的黑度均为0.95。

8.其他性能

抗热震性:设计耐火纤维炉衬可不考虑热应力的影响。

化学稳定性:除磷酸和强碱外,其他酸、碱、水、油、蒸汽均不被侵蚀,与铅、铝、铜不浸润。

隔声性能:对于30~300Hz的声波,隔声能力优于常用的隔声材料。

绝缘性能:体积密度为100kg/m3的纤维毡,100℃时绝缘电阻为1.0×100Ωcm;体积密度为200kg/m3时,常温下绝缘电阻为1.0×108Ωcm。

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