铁铬铝纤维毡的制备应用前景

铁铬铝纤维毡的制备条件及应用前景

1、前言：在现代工业生产中，耐高温多孔材料的需求日益迫切，比如气体燃烧加热领域和高温气体净化除尘领域。

我公司自2012年开始，引进欧洲先进的真空烧结设备，成功开发出铁铬铝耐高温烧结毡系列产品，厚度从0.3mm-5mm,已广泛应用于汽车驻车加热、工业燃烧器、工程车辆、汽车尾气处理、锅炉改造、燃气空调、玻璃退火、食品烘培、烤炉、取暖器、涂装纸业、干燥行业、高温烟气处理等一系列工业领域。

铁铬铝合金是一种重要的电热合金，由于成分中存在大量的Cr、Al,在高温时，合金表面会形成致密的氧化膜，延长合金材料的使用寿命。AL含量高还可以提高电阻率，高电阻率可以有效的将电能转化为热能，节省电热材料。同时铁铬铝合金材料的价格比镍合金系电热合金、不锈钢系合金材料便宜30%左右。因此铁铬铝合金材料的这种优良的高温抗氧化性能（最高可达到1400℃）和高电阻率（最高可达到1.6）以及便宜的价格为其大量使用提供了条件。将铁铬铝合金材料制备成微米级的金属纤维极其制品，可以广泛应用到高温气体过滤及燃烧器和燃气密封等方面。

3、铁铬铝耐高温烧结毡的性能：铬铝纤维烧结毡是一种使用寿命长，环保节能，耐高温、抗变形、不积碳、韧性好、可折叠、孔径分布均匀的金属纤维多孔材料。具有非常高的孔隙率和纳污能力。铁铬铝除尘滤筒滤材由铁铬铝纤维经开松机开松后，经特殊工艺制作成棉层，再经真空烧结炉烧结而成。由于其本身为深层迷宫式结构，过滤效果极佳。

铁铬铝纤维烧结毡作为过滤净化材料广泛应用于化工及欧四标准的柴油汽车尾气排放装置。Fe-Cr-Ai合金多孔体位三维结网状结构。孔径为0.1mm左右，孔隙率为85%，是用作整体型催化剂载体材料的最佳选择。

特性及特点：

1）耐高温1000度，瞬时最高1400

2）抗氧化，耐腐蚀，使用寿命长：相比不锈钢等金属材料，在高温

环境中抗氧化能力优异

常用不锈钢

铁铬铝

生成Cr 2O 3等氧化膜向外扩散增厚 生成Al 2O 3，结构致密

氧化膜分层脱落

氧化膜与基体结合良好，有优良抗氧化性 高温热脆性，碳析出脆性，晶间腐蚀 高温强度较低，塑性增大 最高温度1200℃

最高温度1400℃

3）抗冷热冲击能力强，热惰性极 4）不吸水

5）燃烧完全辐射 6）可加工成多种形状

4、铁铬铝耐高温烧结毡制备流程：

铁铬铝的制备工艺流程与一般纤维毡的制备工艺大体相同。

4、.1铁铬铝耐高温烧结毡制备的设备特殊性：

铁铬铝合金在高温条件下时，由于与空气接触，所以表面形成了一层氧化物膜。氧化膜隔绝了空气与铁铬铝的接触，防止了合金的进一步氧化，从而延长了合金的使用寿命，提高了合金的稳定性。然而，在制备烧结毡的过程中，合金的迅速氧化及氧化膜的稳定性，大大的妨碍了高温下合金纤维表面原子的相互扩散。最终无法达到扩散焊接强度甚至无法焊接。所以，铁铬铝合金在烧结的过程中必须补充还原性气体，还原性气体以氢气最宜。然而氢气属于易燃易爆性气体，目前大部分真空烧结炉采用水冷却，在发生炉膛泄漏后，一旦水雾接触电极后，在强电流的作用下，水会分解成氧气及氢气并在炉膛内燃烧膨胀，对设备及操作人员安全构成极大地安全威胁。同时真空烧炉在高温下发热元件接触氢气时会产生氢脆现象，对其内部零件产生极大地损害。

所以制备铁铬铝耐高温烧结毡时，应采用石墨发热元件同时选择安全联锁装置相对完善的设备，对设备的保养及维护也应采取较严

铺棉透光压实装炉烧结出棉成品

格的管理措施。

4.2铁铬铝纤维的制备技术：

目前主流的铁铬铝纤维制备方法多采用集束拉拔技术。而我公司采用了振切技术生产纤维。振切法相较于传统的集束拉拔技术，生产效率非常高，同时设备简单，对场地的需求较宽松。但振切技术目前最小纤维仅能达到22μm。对于更精细的纤维，目前任依靠技术拉拔技术。

集束拉拔技术坯件为消除加工硬化，应对其做退火处理，热处理温度应控制在650℃以下，时间低于30分钟。振切纤维制备技术应注意振切纤维韧性不高，同时纤维易出现裂纹等缺陷。因此坯件不易选择普通铸件，以锻件为宜。

拉拔纤维切削纤维4.3烧结温度的选择：

在铁铬铝耐高温烧结毡的制备工艺中，烧结的温度控制特点一般是升温平均速度4.7℃/min，烧结温度为1100-1300℃，保温时间为5-7小时，冷却至900℃左右时充氢气，抽空，温度降到100℃左右，放置至室温。同时，考虑到所取得的原料在生产过程中腐蚀程度的不同，应对充气时间、温度以及保温时间进行调整。

5、铁铬铝耐高温烧结毡的应用及前景

铁铬铝耐高温烧结毡目前已大量应用于汽车尾气补集、燃烧器及高温除尘领域。

汽车驻车加热器系列

低温环境下为保护发动机和提高驾乘人员的舒适性，广泛使用驻车加热功能。

柴油发动机尾气处理

柴油汽车尾气的排放目前更是备受关注，POC技术在欧洲国家以趋于成熟，其中的金属毡载体效果最好。汽车尾气处理原来主要采用壁流式蜂窝陶瓷芯，与之相比铁铬铝纤维烧结毡具有良好的耐高温性能，微粒捕集器加热再生时铁铬铝烧结毡滤芯不会因热应力集中或过大而损坏，保证了微粒过滤有效性，在强烈的机械振动或碰撞时，铁铬铝烧结毡滤芯不会损坏等优点。随着中国排放标准的逐步提高，耐高温纤维毡相关业务将获得巨大的发展空间。

铁铬铝纤维烧结毡作为过滤净化材料广泛应用于化工及欧四标准的柴油汽车尾气排放装置。Fe-Cr-Ai合金多孔体位三维结网状结构。孔径为0.1mm左右，孔隙率为85%，是用作整体型催化剂载体材料的最佳选择。

高温除尘系列：

从上世纪70年代开始，高温气体的净化除尘多采用湿法除尘工

艺，将高温气体冷却后再进行净化除尘，造成热资源的浪费。科学的利用这些热资源是现代先进高温除尘技术的研究方向。目前能够实现高温气体直接净化的技术主要有高温旋风除尘器、多管除尘器、旋流除尘器及介质除尘器等。

对于诸多高温除尘技术而言，介质除尘器是应用最广，过滤效率最高，热利用率较高的一种除尘技术。高温介质除尘器核心技术是过滤材料。目前采用的过滤材料有多空陶瓷材料、多孔金属材料及化学纤维材料等。其中多孔金属材料因其耐温性高于化学纤维材料，耐热冲击性优于多孔陶瓷材料而大量应用于300℃至800℃。在300℃至500℃时普遍采用SS30408或SS31603材质，超过500℃时一般多采用310S或哈氏合金等材料。而采用哈氏合金等特种材料所制备的滤材在资金投入等方面非常巨大。找到一种兼顾底成本与高性能的特种合金滤材成为了亟待解决的问题。

随着中国环保要求和环保治理的不断严格，以及节能降耗标准的不断提高，对于高温气体排放，必须寻找可靠的滤材予以解决，这是苦苦困扰许多单位的难题。高温烟尘成分复杂，包括不锈钢在内的一般材料很难处理，铁铬铝毡具有抗氧化、耐高温、耐腐蚀的特性，透气性高，是较为理性的高温气体过滤材料。

由于铁铬铝材料优良的耐高温和抗氧化性能，是一种真正意义上的能耐高温，适用恶劣环境，过滤效果好的新型滤材。相比非金属除尘滤袋最高耐温不超过300度，不锈钢除尘滤筒的适用温度不超过450度，铁铬铝除尘滤筒具有较高的适用温度，通常可达1000度左右。

工业燃烧器和燃气锅炉系列

以天然气为代表的可燃气体属于清洁能源，在中国，煤改气工程在各地方兴未艾。使用铁铬铝烧结毡作为燃烧媒介可在燃烧过程中产生蓝焰和红焰效果，燃烧效率可提高30%，CO和NOx可降低25%左右，节能减排效果显著。通过采用本产品，阻隔明火，达到安全、美观、节能、环保等效能。这种用耐高温复合烧结毡为核心做成的燃烧器，市场潜力十分巨大，每年将有100万套的容量。基本上无其他材料可取代，尤其是现阶段，出现了阶梯式增长。

民用燃烧器