高溫爐爐襯的保溫材料起著隔熱保溫的作用,影響著高溫爐溫度的升降速度、熱效率和爐體各部位的溫差等,因此對保溫材料具有很高的要求。如果整個爐襯材料采用合適的單一纖維層保溫體系可實現好的隔熱保溫效果,但往往價格比較昂貴。因此,利用電爐爐襯從里到外溫度逐漸降低的特點,使用復合纖維層保溫體系既可實現有效保溫,又可降低使用成本,便于推廣。實驗在研究巖棉、硅酸鋁、莫來石及氧化鋁纖維制品的耐溫性能的基礎上,將其作為電爐爐襯多層保溫體系的基本單元,測定并分析不同纖維組合爐襯的保溫效果,以尋求復合保溫體系的*組合,為陶瓷纖維在實驗電爐中的實際應用提供參考依據。針對纖維制品在高溫下易燒結粉化的缺點,通過對纖維制品浸漬或噴覆氧化鋁料漿,提高其抗燒結性。通過DTA、XRD和SEM等測試分析手段研究了纖維加熱前后的晶相及微結構,得出巖棉和含鋯硅酸鋁纖維氈是非晶態材料。隨著熱處理溫度的增加,伴隨著析晶和晶粒長大,纖維表面由光滑變粗糙,纖維制品收縮增加,部分燒結,導熱系數增加。其中,巖棉耐溫性zui差,熱處理時收縮嚴重,使用溫度低于950℃;含鋯硅酸鋁纖維氈在1350℃熱處理時出現明顯收縮,故使用溫度應低于1350℃。莫來石纖維板和氧化鋁纖維板是晶態材料,耐溫性良好。高溫熱處理時氧化鋁纖維板收縮很小,晶粒均勻細小,使用溫度高于1550℃;莫來石纖維板則收縮較大,性能次之,使用溫度低于1550℃。根據對復合保溫體系中的各層界面溫度的測定與分析,并綜合成本因素考慮,可以得出:當爐溫為950℃時,組合一(莫來石纖維板+含鋯硅酸鋁纖維氈+巖棉)是*保溫層。當爐溫為1150℃時,組合三(莫來石纖維板+莫來石纖維板+含鋯硅酸鋁纖維氈)是*保溫層。當爐溫為1350℃和1550℃時,組合四(莫來石纖維板+莫來石纖維板+莫來石纖維板)是*的保溫層組合。當爐溫為950℃、1150℃、1350℃和1550℃時,組合一的熱流密度均zui大,組合四的熱流密度均zui小。根據熱工計算預測:當爐溫為1550℃時,莫來石纖維板60mm、含鋯硅酸鋁纖維氈124mm和巖棉53mm可以使保溫層zui外側溫度不高于100℃。在陶瓷纖維制品表面上噴涂或浸漬的氧化鋁料漿層,降低了巖棉及莫來石纖維板的燒結收縮和抑制了纖維晶粒長大。巖棉浸漬氧化鋁料漿后導熱系數變化不大,但zui高使用溫度提高到950℃~1000℃。莫來石纖維板涂覆三次氧化鋁料漿后導熱系數變化不大,zui高使用溫度可提高到1500℃~1550℃。利用改性陶瓷纖維制品構成的復合保溫體系(組合二),當爐溫為950℃~1350℃時,涂層可以明顯提高其在使用過程的抗燒結性。