[其他]氧化鋁多晶纖維的生產(chǎn)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87103775
• 申請(qǐng)日: 1987-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN87103775A
• 公開（公告）日: 1988-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金世敏;陰朝陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 冶金工業(yè)部馬鞍山鋼鐵設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): C03B37/00
• 分類號(hào): C03B37/00
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 熊自強(qiáng)

本發(fā)明屬于一種氧化鋁多晶耐火纖維生產(chǎn)的工藝方法。它是采用膠體法以工業(yè)純?cè)霞岸喽螣崽幚砉に嚿a(chǎn)成本低的氧化鋁多晶纖維。

氧化鋁纖維是一種耐高溫、抗還原性能力強(qiáng)、導(dǎo)熱率低的耐火纖維材料，其使用溫度為1400～1600℃，可應(yīng)用于冶金工業(yè)的軋鋼加熱爐、均熱爐、陶瓷工業(yè)的電瓷燒成窯和陶瓷焙燒窯，耐火材料工業(yè)的高溫窯爐等，能節(jié)約大量能源。

氧化鋁多晶纖維以纖維中主晶相形態(tài)的不同分為氧化鋁多晶纖維（85～95%Al₂O₃;5～15%SiO₂），其主晶相為氧化鋁;與莫來石纖維（72～80%Al₂O₃;20～28%SiO₂），其主晶相為莫來石。

英國I、C、I、公司Mond分部用膠體法研制生產(chǎn)了氧化鋁含量為95%的氧化鋁多晶纖維，現(xiàn)已建成500～700噸生產(chǎn)線，它是世界上唯一生產(chǎn)95%氧化鋁多晶纖維工廠，其生產(chǎn)工藝作為專有技術(shù)，極端保密，而且不轉(zhuǎn)讓技術(shù)而獨(dú)家壟斷。

美國金剛砂公司用膠體法生產(chǎn)氧化鋁含量為72%的莫來石多晶纖維，日本電氣化學(xué)公司用膠體法生產(chǎn)氧化鋁含量80%的莫來石多晶纖維。

國內(nèi)有關(guān)科研單位和工廠對(duì)氧化鋁多晶纖維及莫來石多晶纖維進(jìn)行了大量研究工作。

德清晶體纖維廠研制成功了氧化鋁含量72%的莫來石多晶纖維。

洛陽耐火材料研究所研制成功了氧化鋁含量為80%的莫來石纖維。

上耐二廠及洛耐所先后用膠體法以化學(xué)試劑為原料，離心甩絲成纖，一段或二段熱處理工藝，完成了試驗(yàn)室研究工作，在擴(kuò)大試驗(yàn)中都因纖維坯體在熱處理時(shí)出現(xiàn)了變黃、變灰、粉化等問題，放棄了對(duì)95%氧化鋁多晶纖維的研制。由于國內(nèi)外制造生產(chǎn)氧化鋁多晶纖維或莫來石多晶纖維是采用高純?cè)?，因而成本高，價(jià)格昂貴。本發(fā)明的目的在于解決以工業(yè)純?cè)仙a(chǎn)成本低、質(zhì)量高的95%氧化鋁多晶纖維工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法。

本發(fā)明是采用膠體法以工業(yè)純?cè)霞叭螣崽幚砉に嚿a(chǎn)氧化鋁多晶纖維，可使每公斤氧化鋁多晶纖維的原料成本比用化學(xué)試劑作原料的成本降低15～20元，采用三段熱處理解決了95%氧化鋁多晶纖維在熱處理過程中的變黃、變灰及粉化問題。

用本發(fā)明的工藝可生產(chǎn)低成本、高質(zhì)量的95%氧化鋁多晶纖維。其產(chǎn)品性質(zhì)與國內(nèi)外產(chǎn)品性能比較見下表。

本發(fā)明生產(chǎn)氧化鋁多晶纖維的方法，是在擴(kuò)大試驗(yàn)裝置上進(jìn)行的，其工藝方法如工藝流程附圖1所示。

將工業(yè)純氯化鋁、工業(yè)鋁粉和純水按一定比例，在搪玻璃反應(yīng)罐中，于回流條件下加熱溶解工業(yè)鋁粉，溶解溫度為90～110℃，直至工業(yè)鋁粉全部溶解，得到堿式氯化鋁溶液，用過濾器過濾，除去雜質(zhì)，過濾后的溶液呈水清色。往堿式氯化鋁溶液中加入脫鈉的硅溶膠，六次甲基四胺、冰乙酸，在搪玻璃濃縮罐中，于減壓條件下，50～80℃溫度下蒸發(fā)濃縮，使制得的膠體粘度為60～250泊，適于成纖。

加入脫鈉硅溶膠的目的是在熱處理過程中，由于α-Al₂O₃與SiO₂作用生成莫來石，分布在晶界周圍，起到穩(wěn)定θ-Al₂O₃晶相，和抑制晶粒長大作用。

加入六次甲基四胺可使氧化鋁纖維坯體及成品纖維強(qiáng)度增高。

加入冰乙酸是為了降低膠體表面張力，使膠體適合于成纖。

用噴吹成纖工藝在成纖室使膠體形成纖維坯體，成纖室溫度為15～50℃，相對(duì)濕度為20～80%，成纖時(shí)壓縮空氣的壓力為0.5～6公斤/厘米²。纖維坯體收集在輸送網(wǎng)帶上，輸送出成纖室外。

纖維坯體經(jīng)干燥后，裝入車底式及箱式電爐進(jìn)行熱處理。

熱處理的目的是將纖維坯體轉(zhuǎn)化成氧化鋁多晶纖維。要獲得柔軟而強(qiáng)度高，加熱收縮小的氧化鋁多晶纖維，需要使成品纖維具有無缺陷的微觀結(jié)構(gòu)和主晶相為θ-Al₂O₃或θ-Al₂O₃+δ-Al₂O₃，在熱處理過程中由于氯化鋁的分解以及氧化鋁存在著復(fù)雜的晶型轉(zhuǎn)化過程，這就需要有一個(gè)適宜的熱處理制度，而本發(fā)明的三段熱處理制度是能使氧化鋁多晶纖維具有致密無缺陷結(jié)構(gòu)，及θ-Al₂O₃為主晶相。使所生產(chǎn)的氧化鋁多晶纖維具有強(qiáng)度高、加熱收縮小等優(yōu)良性能。本發(fā)明的膠體制備方法見實(shí)例一、二。熱處理方法見實(shí)例三。

實(shí)例一