nouvelles de l'entreprise Les fibres céramiques réfractaires gagnent du terrain dans les industries de haute technologie

Imaginez- vous debout près des fours rugissants d'une aciérie, où les températures atteignent des niveaux extrêmes.Il existe un matériau qui peut bloquer efficacement cette chaleur intense ̇ léger mais capable de résister aux températures extrêmesIl s'agit de fibres céramiques réfractaires (FCR), un matériau isolant de haute performance qui joue un rôle crucial dans le traitement thermique et la construction de fours industriels.Cet article explore les propriétés de RCF, ses variétés et ses applications industrielles très variées qui démontrent son remarquable potentiel d'économie d'énergie.

La fibre céramique réfractaire (FCR) est une fibre d'aluminosilicate artificielle amorphe et inorganique appartenant à la famille des fibres vitrées artificielles (FVV), qui comprend la laine de verre, la laine de roche, la laine de scories,et fibres de verre spécialisées. Les produits en FCR sont appréciés pour leur légèreté, leur facilité de manipulation, leur résistance aux températures élevées, leur résistance aux chocs thermiques, leur résistance à la corrosion chimique, leur faible conductivité thermique,et une perte de chaleur minimaleCes propriétés les rendent indispensables dans la construction et l'isolation des équipements de traitement thermique et des fours industriels.

Le RCF est largement utilisé dans les applications commerciales nécessitant une isolation légère capable de résister à des températures élevées, y compris l'isolation des fours, la protection incendie,et systèmes d'échappement automobilesCes fibres jouent un rôle essentiel dans de nombreuses industries qui traitent des applications à haute température: transformation des métaux, traitement thermique, verre et céramique, chimie et pétrochimie, automobile,l'aérospatiale, la production d'énergie, et même les appareils ménagers.

La température de fonctionnement maximale des différents types de RCF varie en fonction des conditions atmosphériques.Le remplacement complet des matériaux refractaires denses par des produits en RCF permet généralement une économie d'énergie maximaleMême lorsqu'il est utilisé comme isolation de secours ou comme placage à chaud sur les revêtements réfractaires existants, le RCF peut réduire considérablement la consommation d'énergie.

Les fibres céramiques réfractaires sont des fibres synthétiques produites par fusion, soufflage ou filature du kaolin calciné, ou des combinaisons d'alumine (Al2O3), de silice (SiO2) ou d'autres oxydes (généralement en 50:50 rapports de poids)La qualité la plus courante sur le marché américain est le RCF de "haute pureté", qui peut fonctionner en continu à environ 1260°C maximum ou 1180°C.

Une qualité de zirconium à température plus élevée contenant environ 15% de ZrO2 offre une résistance à température accrue jusqu'à 1427°C maximum ou environ 1343°C de service continu (pour la qualité de zirconium la plus courante),bien qu'à un coût légèrement supérieur à celui des matières de haute pureté standard.

Une autre catégorie est celle des fibres AES (silicate de terre alcaline) biodissolubles fibres amorphes fabriquées à partir de mélanges de CaO, MgO et SiO2.Ces fibres sont plus facilement dissoutes dans les fluides corporels humains.Cependant, les produits AES présentent une résistance chimique plus faible et une plus grande tendance à se recristalliser, ce qui limite leur potentiel dans les applications de traitement thermique.Leur utilisation principale est dans les appareils électroménagers et les procédés industriels inférieurs à 1100 °C.

La laine polycristalline (PCW) représente la catégorie des fibres à haute température, composée de fibres contenant > 63 wt.% Al2O3 et < 37 wt.% SiO2.La plupart des fabricants produisent des fibres PCW à l'aide d'une solution de filature aqueuse selon la méthode sol-gelCes fibres sont conçues pour une durée de vie maximale d'environ 1800°C ou de 1650°C.

Il est essentiel de noter que les températures de fonctionnement réelles et continues des fibres RCF sont généralement inférieures de 150 à 200 °C à leur valeur maximale (marge de sécurité).Contrairement aux températures de classification déterminées dans des conditions de combustion neutres idéales pendant une exposition à court terme (24 heures), les applications sur le terrain exposent les produits à des contraintes chimiques et physiques supplémentaires qui nécessitent des limites de température plus conservatrices.

Bien que la laine RCF en vrac puisse être utilisée directement dans certaines applications, elle est plus souvent convertie en diverses formes physiques, y compris des couvertures, des modules, du papier, des planches, des pièces formées sous vide, des textiles,moussesCette conversion a lieu soit dans les installations de production de FCR, les usines de conversion, soit dans les opérations des utilisateurs finaux.

Les couvertures en fibres RCF sont fabriquées par un procédé de feutre à l'aide d'une suspension de fibres RCF à base d'eau, cousues des deux côtés pour entrelacer les fibres et les couches de feutre, puis séchées dans des fours continus.Cela crée des liants libresLes dimensions des couvertures (épaisseur: 1/8" à 2"; densité: 4-8 lb/ft3; largeur: 12"-48") varient selon le type de fibre.

Le feutre humide RCF représente un produit unique, une couverture standard sans liant pré-humidifiée avec un liant inorganique aqueux et emballée dans des sacs en polyéthylène pour maintenir l'humidité.Cette isolation flexible peut être façonnée en formes complexes sur place, séché à l'air dans des structures rigides, ou durci par exposition immédiate à haute température (densité sèche: 12-18 lb/ft3).

Les couvertures en fibre de carbone laminée ou enveloppée gagnent en popularité en raison de leur meilleure résistance à l'abrasion, de leur protection contre l'humidité et de leur perte de fibres réduite. Elles sont particulièrement précieuses dans les appareils électroménagers, les applications automobiles,réparations de cheminées, et les joints de joints.

Les modules RCF sont constitués de couvertures pliées/comprimées, en bandes métalliques en blocs standard contenant des mécanismes de fixation en métal plié.élargissant latéralement lorsqu'il est débandé pour sceller les espaces creuxLes systèmes de modules en fibre de céramique fournissent des solutions éconergétiques qui réduisent au minimum les exigences de démarrage contrôlé après installation, couramment utilisées dans les fours de recuit/tempérance, les chambres de combustion,oxydants, les fours à combustion, les convertisseurs d'hydrocarbures, les fours, les incinérateurs, les conduits et les conduites.

Les papiers en fibres céramiques sont fabriqués par un procédé de lavage de fibres créant des matrices non tissées de fibres, des liants organiques à base d'eau (~ 10%) et des additifs formant des fibres souples,des fibres continues à orientation aléatoire uniforme. Disponible dans les catégories RCF et PCW, les papiers sont généralement disponibles en largeurs de 24" et 48" (sur mesure jusqu'à 60").résultant en des produits fragiles en poudre après cuisson.

Les papiers sans liant offrent une alternative sans fumée à un coût plus élevé, fabriqués sans système de liant organique.

Les cartes rigides poreuses RCF sont coulées sous vide à partir de lisières combinant des fibres RCF avec des liants inorganiques/organiques, formées à une épaisseur proche, séchées au four et poncées à l'épaisseur finale.Épaisseur de coulée standard atteint 6" (bien que > 4" implique généralement des ensembles empilés)Les panneaux sont disponibles dans des densités standard basse / haute, avec un diamètre maximum de 60 pouces.

Les formes personnalisées peuvent être moulées sous vide ou assemblées à partir de composants plus petits liés au ciment.coudes, transitions, raccords personnalisés, blocs de brûleurs, fenêtres pour regarder, et composants de fours spécialisés.d'une largeur n'excédant pas 10 mm.

Différents mélanges moulés en céramique RCF combinent des fibres dispersées dans des systèmes de liants réfractaires légèrement visqueux, permettant une coulée par vibration ou un remplissage manuel.La consistance en mastic permet une application facile par étanchéitéUne fois coulé, les mélanges sèche/durcissent avec un rétrécissement minimal, créant des structures très poreuses, rigides, fortes et usineuses.

L'adhésif à base de fibre de verre est un mélange de silice colloïdale et d'alumine qui lie de manière optimale les panneaux en fibre de céramique ou les petites surfaces.Une fois complètement séché, sa résistance mécanique exceptionnelle permet des méthodes de finition conventionnelles (sablage/coupe).Des revêtements supplémentaires peuvent être appliqués ou utilisés comme revêtements de forme de panneau de fibre correspondant à toutes les gammes de température RCF.

Les textiles fabriqués à partir de fibres RCF et de fibres PCW maintiennent les mêmes valeurs de température.Les textiles peuvent incorporer du fil Inconel ou des renforcements en filament de verre continu pour améliorer la résistance à la manipulation pendant l'installation et améliorer la durabilité des fibresNote: les limites de température du renforcement (Inconel: 1093°C; verre: 649°C) peuvent limiter les performances des fibres.

Les tissus, les rubans et les manchons de la FCR sont des tissus exceptionnellement résistants et flexibles.Les applications typiques incluent les joints, joints d'étanchéité, enveloppes de tuyaux, fours et rideaux de soudage, disponibles en stock de différentes tailles/diamètres.

Les tresses RCF rondes / carrées maximisent la résistance aux dommages mécaniques en surtrayant autour des noyaux de fibres céramiques.

Les câbles en fibre de céramique à trois fils sont constitués de fils de fibres RCF grossiers enroulés en cordons à trois couches.Les tresses et les cordes (disponibles en diamètres de 1/8 "-2" servent de joints/sérailles de four et de renforcement pour les formes de RCF plus grandes.

Les joints de têtards sont des combinaisons cousues sur mesure de tissus RCF, de couvertures, de cordes et de rubans.Les conceptions (configurations à ampoule simple/double ou à queue) offrent d'excellentes solutions pour les applications d'étanchéité à haute température (portes, des brides, des joints de soupape de traitement de l'air).

Alors que les produits en fibre de céramique offrent des avantages tels que le poids léger, une excellente isolation, une stabilité thermique/chimique et un traitement facile,ils présentent des limites, notamment une faible résistance à l'abrasion/aux chocs et une vulnérabilité au débit de gaz à grande vitesse/à l'écrasement et à la corrosion des scories.Divers matériaux de revêtement en céramique et durcisseurs (silice colloïdale/alumine) peuvent réduire le rétrécissement thermique des composants RCF et améliorer la résistance mécanique.

Refractory Ceramic Fibers serve commercial applications requiring lightweight insulation capable of withstanding high temperatures – from furnace insulation and fire protection to automotive exhaust systemsFabriquées en produits d'isolation à haute température faciles à manipuler, les fibres RCF présentent une résistance exceptionnelle aux chocs thermiques, une résistance chimique, une faible conductivité thermique, une perte de chaleur minimale,et léger.

Les formes disponibles comprennent les fibres en vrac, les couvertures, les modules, les papiers, les planches, les pièces sous vide, les textiles, les mousses, les mastications, les adhésifs et les revêtements.Les produits RCF sont utilisés pour des applications à haute température dans de nombreuses industries, y compris la transformation des métaux., traitement thermique, verre/céramique, produits chimiques/pétrochimiques, automobile, aérospatiale, production d'énergie et appareils ménagers.

Le remplacement complet des matériaux refractaires denses par des produits en RCF permet d'économiser beaucoup de carburant et d'améliorer considérablement l'efficacité.Même lorsqu'il est utilisé comme isolation de secours ou placage à chaud sur les revêtements réfractaires existants, la RCF offre des avantages considérables en matière de conservation de l'énergie.