干燥工艺对耐火纤维板性能的影响

　　干燥工艺对耐火纤维板性能的影响

　　文章于2019年发表于耐火材料期刊

　　耐火纤维板采用湿法工艺制备而成，制备过程通常为:将切短或破碎的耐火纤维棉同结合剂、助剂、填料等加水混合制备耐火纤维浆料，浆料经过真空吸滤成型制成纤维板坯体，坯体再经干燥和砂光制成耐火纤维板。该工艺制备的纤维板具有体积密度小、热导率低等优点，广泛应用在冶金、机械、电力和石化行业。

　　干燥工艺对耐火纤维板的干燥效率、产品质量有重要影响。目前，耐火纤维板的干燥工艺有自然干燥、气体强对流干燥、电加热干燥以及微波干燥等多种。其中，气体强对流干燥因设备投资小、稳定性好、易操作等优点而广泛使用。但耐火纤维板坯体含水量较高，约在50%～60%(w)，使用气体强对流干燥时耗时较长。微波干燥效率高(约为强对流干燥的3～5倍)，耗时较短;但其设备昂贵，后续维护费用较高，并且需根据产品的不同，设置不同的干燥工艺，对操作人员的综合素质要求也较高。

　　截至目前，对于纤维板干燥工艺的对比研究较少。在本工作中，对比研究了循环热风干燥和微波干燥对耐火纤维板性能和结构的影响。

　　1试验

　　1.1试验原料及设备

　　主要原料为普通硅酸铝耐火纤维的原棉及破碎棉，其化学组成(w)为:Al2O3 46.12%，SiO2 52.01%，Fe2O3 0.49%，K2O 0.14%，Na2O 0.09%，平均直径为5.53μm;破碎棉由原棉采用自制的纤维破碎机破碎而成，破碎棉堆积密度约为55～65kg.m-3。其他原料有30%(w)的碱性硅溶胶、可溶性淀粉、分散剂和混凝剂等。试验用主要设备有:MEMD-F-S-6型立式微波干燥箱、WDL-3型热风干燥箱、自制纤维破碎机、自制砂光机、自制真空成型吸滤机、邵氏硬度计(C型)、DMA型纤维直径测定仪、EHY-600型耐压强度试验机、PBD-02P型平板导热仪、德国索普EVO-18型扫描电子显微镜。

　　1.2试样制备

　　先按纤维原棉与纤维破碎棉的质量比1∶9称取纤维原棉和纤维破碎棉，再按每100kg混合棉加入98kg水、5kg有机结合剂、35kg硅溶胶、0.1kg分散剂和0.02kg混凝剂的比例称取其他原料。

　　在打浆桶中加入清水，然后加入混合棉，搅拌3～5min后，依次加入有机结合剂、硅溶胶、分散剂和混凝剂，继续搅拌2min制成耐火纤维浆料。将纤维浆料放入成型池中，采用自制的真空成型吸滤机成型为300mm×300mm×40mm的纤维板坯，然后分别使用微波干燥箱和热风干燥箱在110℃干燥至恒重，同时测量其干燥线变化。最后，使用砂光机打磨纤维板的表面和侧面，制成耐火纤维板。