無公害セラミックファイバーは断熱耐火物の発展方向である

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Sep 11,2023 - 10:01
ニュース&製品紹介
無公害セラミックファイバーは断熱耐火物の発展方向である

      セラミックファイバーは繊維状の軽量耐火物で、主にケイ酸アルミニウムから構成されている。セラミックファイバーは、その鉱物組成からガラスファイバーと多結晶ファイバーの2種類に分けられる。ガラス繊維は、溶融した液体状態の冷却によって形成される非晶質の固体繊維であり、多結晶繊維は、主にコロイド注入法(または紡糸法)によって形成され、高温で焼成される。

      耐火物

      セラミックファイバーは、断熱材や耐高温材料として各種耐熱窯に広く使用されている。セラミックファイバーは、他の耐火物より著しく低容量であるため、蓄熱量は非常に小さく、断熱効果は明らかである。ライニング材として熱窯のエネルギー消費を大幅に削減することができ、熱窯の省エネルギーに革命をもたらす。一方、その応用技術と方法もまた、熱窯の石積みに革命をもたらしている。

      1. 現在の利用状況

      セラミック・ファイバーが初めて登場したのは1941年で、米国のバブ・ウィルコックス社が天然のカオリンを使って電気アーク炉で溶融し、ファイバーに吹き込んだ。1940年代後半には、アメリカの2つの会社が一連のケイ酸アルミニウム繊維を製造し、最初に航空産業で応用しました。1960年代には、アメリカが様々なセラミック繊維製品を開発し、工業用窯の壁のライニングに使用しました。1970年代、セラミック繊維は中国で生産・使用され始め、その応用技術は1980年代に急速に促進された。しかし、使用される主な温度範囲は1000℃以下であり、応用技術は比較的単純で後進的であった。1990年代に入り、ジルコニウム含有繊維と多結晶アルミナ繊維の普及と応用により、使用温度は1000℃~1400℃まで上昇した。しかし、製品の品質不良や時代遅れの応用技術のため、応用分野や応用方法は限られていた。例えば、多結晶アルミナ繊維は繊維ブランケットにすることができず、製品の仕様は主にルーズコットンと繊維ブロックに焦点を当てている。家電製品の断熱温度は上がっているが、強度が低いため、使用範囲が限定され、耐用年数も短くなっている。

      2. 種類と目的

      セラミック繊維の主な種類には、通常のケイ酸アルミニウム繊維、高アルミナケイ酸アルミニウム繊維、ケイ酸アルミニウム繊維(Cr2O3、ZrO2またはB2O3を含む)、多結晶アルミナ繊維、多結晶ムライト繊維などがあります。近年、海外では、マグネシウムオリビン繊維、セラミック繊維(SiO2 CaO MgOシリーズ、Al2O3 CaOシリーズ)など、いくつかの新しいセラミック繊維の開発に成功しています(または現在開発中です)。セラミック繊維製品の主な形態には、セラミック繊維綿、フェルト、毛布、モジュール、紙、布、ベルト、ロープなどがあります。

      セラミック・ファイバー・ブランケット(ファイバー・モジュール): 多くの場合、自己溶融、連続溶融、連続鋳造の製造プロセスを用いて紡糸された長繊維で作られている。繊維は両面ニードリングによって織り込まれており、直接炎熱面として使用することができる。耐火性、断熱性、絶縁性を一体化し、中性、酸化性、部分還元性雰囲気でも長期間使用でき、なおかつ良好な強度と靭性を維持する。この繊維ブランケットで作られた繊維モジュールはバインダーを含まず、熱安定性が良い。石油化学、冶金、電力などの断熱・耐熱分野で広く使用されている。

  セラミック・ファイバー・ボード:パルプ化、成形、硬化、乾燥などの工程を経て、セラミック・ファイバー、バインダー、添加剤から作られる。セラミック繊維ボードは柔軟性に優れ、切断が容易で、強度が高い。熱伝導率が低く、蓄熱性が低いため、新しいタイプの省エネ・環境保護製品である。各種暖房機器の壁や屋根などの裏打ち材として広く使用されており、重量のある耐火物である。

  セラミックファイバークロスおよびテープ:主に防火扉、工業用窯の断熱材、高温パイプラインやコンテナの断熱材に使用される。

  セラミックファイバーロープ:主に各種工業用キルンの伸縮継手、高温パイプラインの巻線断熱、鋼構造物の接続部の断熱に使用される。