Blog über Feuerfeste keramische Fasern gewinnen in der Hightemp Industrie an Bedeutung

Stell dir vor, du stehst neben den brüllenden Öfen einer Stahlfabrik, in denen die Temperaturen extreme Werte erreichen.Es gibt ein Material, das diese starke Hitze effektiv blockieren kann ∙ leicht und trotzdem extremen Temperaturen standhalten kannEs handelt sich um eine feuerfeste keramische Faser (Refractory Ceramic Fiber, RCF), ein hochleistungsfähiges Isoliermaterial, das eine entscheidende Rolle bei der Wärmebehandlung und beim Bau von Industrieöfen spielt.Dieser Artikel untersucht die Eigenschaften von RCF, Sorten und seiner vielfältigen industriellen Anwendungen, die sein bemerkenswertes Potenzial zur Energieeinsparung unter Beweis stellen.

Feuerfestkeramische Fasern (Refractory Ceramic Fiber, RCF) sind amorphe, anorganische künstliche Aluminosilikatfasern der Familie der künstlichen Glasfasern (Man-Made Vitreous Fiber, MMVF), zu denen Glaswolle, Steinwolle, Schlackenwolle,und SpezialglasfasernDie Produkte aus RCF werden wegen ihres leichten Gewichts, ihrer einfachen Handhabung, ihrer hohen Temperaturbeständigkeit, ihrer Wärmeschlagfestigkeit, ihrer chemischen Korrosionsbeständigkeit, ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit,und minimale WärmeverlusteDiese Eigenschaften machen sie für den Bau und die Isolierung von Wärmebehandlungsanlagen und Industrieöfen unerlässlich.

RCF findet einen breiten Einsatz in kommerziellen Anwendungen, die eine leichte Isolierung erfordern, die hohen Temperaturen standhält, einschließlich der Öfenisolierung, Brandschutz,und Auspuffsysteme für FahrzeugeDiese Fasern spielen eine entscheidende Rolle in zahlreichen Industriezweigen, die sich mit Hochtemperaturanwendungen befassen: Metallverarbeitung, Wärmebehandlung, Glas und Keramik, Chemie und Petrochemie, Automobilindustrie,Luft- und Raumfahrt, Stromerzeugung und sogar Haushaltsgeräte.

Die maximale Betriebstemperatur verschiedener RCF-Typen variiert je nach atmosphärischen Bedingungen.Durch den vollständigen Austausch dichter feuerfester Materialien durch RCF-Produkte werden in der Regel maximale Energieeinsparungen erzieltAuch wenn sie als Ersatzisolierung oder als Heizplatte über bestehende feuerfeste Auskleidungen verwendet wird, kann RCF den Energieverbrauch erheblich reduzieren.

Feuerfeste keramische Fasern sind synthetische Fasern, die durch Schmelzen, Blasen oder Spinnen von kalziniertem Kaolin oder Kombinationen aus Aluminiumoxid (Al2O3), Kieselsäure (SiO2) oder anderen Oxiden (typischerweise in 50:50 Gewichtsverhältnisse)Die am häufigsten auf dem US-Markt erhältliche Klasse ist "Hochreinigung" RCF, die für einen Dauerbetrieb von ca. 1260°C maximal oder 1180°C bestimmt ist.

Eine höhere Temperaturqualität, die etwa 15% ZrO2 enthält, bietet eine erhöhte Temperaturbeständigkeit bis maximal 1427 °C oder etwa 1343 °C kontinuierlichen Betriebs (für die häufigste Zirkoniaqualität),Obwohl zu etwas höheren Kosten als Standard-Hochreinigungsklassen.

Eine andere Kategorie sind die biologisch löslichen AES-Fasern (Alkalin-Erd-Silicat) amorphen Fasern aus Mischungen von CaO, MgO und SiO2.Diese Fasern werden leichter in menschlichen Körperflüssigkeiten gelöst.AES-Produkte weisen jedoch eine geringere chemische Beständigkeit und eine größere Neukristallisierungstendenz auf, was ihr Potenzial bei thermischen Anwendungen einschränkt.Sie werden hauptsächlich in Haushaltsgeräten und Industrieprozessen unter 1100 °C verwendet..

Polycrystalline Wolle (PCW) ist die Kategorie der hochtemperaturen RCF, bestehend aus Fasern mit einem Gehalt an Al2O3 von > 63 wt% und SiO2 von < 37 wt%.Die meisten Hersteller produzieren PCW-Fasern durch eine wässrige Spinnlösung im Sol-Gel-VerfahrenDiese Fasern sind für einen Dauerbetrieb bei maximal 1800°C oder 1650°C geeignet.

Es ist wichtig zu beachten, dass die tatsächlichen Dauerbetriebstemperaturen für RCF-Fasern typischerweise 150-200 °C unter ihren maximalen Nennwerten (Sicherheitsgrenze) liegen.Im Gegensatz zu Klassifikationstemperaturen, die unter idealen neutralen Verbrennungsbedingungen während der kurzfristigen Exposition (24 Stunden) bestimmt werden, Feldanwendungen setzen Produkte zusätzlichen chemischen und physikalischen Belastungen aus, die konservativere Temperaturgrenzwerte erfordern.

Während RCF-Wolle direkt in einigen Anwendungen verwendet werden kann, wird sie häufiger in verschiedene physikalische Formen umgewandelt, einschließlich Decken, Module, Papier, Bretter, vakuumgeformte Teile, Textilien,SchäumeDiese Umwandlung erfolgt entweder in RCF-Produktionsanlagen, Konverteranlagen oder bei Endverbrauchern.

RCF-Decken werden durch einen Filzprozess hergestellt, bei dem RCF-Faserschleim auf Wasserbasis verwendet wird, von beiden Seiten geschnitten, um Fasern und Filzschichten zu verzahnen, und dann in kontinuierlichen Öfen getrocknet.Dies erzeugt Bindemittel-freiDie Abmessungen der Decken (Dicke: 1/8" bis 2"; Dichte: 4-8 lb/ft3; Breite: 12"-48") variieren je nach Fasertyp.

RCF-Nassfilz ist ein einzigartiges Produkt Standard-Bindemittelfreie Decke, die mit wässrigem anorganischem Bindemittel vorgetränkt und in Polyethylenbeutel verpackt ist, um Feuchtigkeit zu erhalten.Diese flexible Isolierung lässt sich vor Ort in komplexe Formen formen, luftgetrocknet in starre Strukturen oder durch sofortige Hochtemperaturbehandlung gehärtet (Trocknetz: 12-18 lb/ft3).

Die Verwendung von RCF-Dekkens mit Folienfläche oder Verpackung gewinnt an Beliebtheit, da sie eine verbesserte Abriebsbeständigkeit, Feuchtigkeitsschutz und einen geringeren Faserverlust bieten.Schornsteinreparaturen, und Dichtungen.

RCF-Module bestehen aus gefalteten/komprimierten Decken, die mit Metallgurt in Standardblöcke geformt sind, die gefaltete Metallbefestigungsmechanismen enthalten.mit einer Breite von mehr als 20 mm,Keramikfasermodulsysteme bieten energieeffiziente Lösungen, die die Anforderungen an einen kontrollierten Start nach der Installation minimieren.Oxidatoren, Verbrennungsöfen, Kohlenwasserstoffumwandler, Öfen, Verbrennungsanlagen, Leitungen und Flüssen.

Keramische Faserpapiere werden durch ein Faserwaschverfahren hergestellt, wodurch nicht gewebte Matrizen aus Fasern, organische Bindemittel auf Wasserbasis (~ 10%) und Zusatzstoffe hergestellt werden, die flexibel,mit einem Durchmesser von mehr als 50 cm3. Erhältlich in RCF- und PCW-Klassen, Papiere kommen typischerweise in 24" und 48" Breite (auf Wunsch bis zu 60").die nach dem Brennen zu zerbrechlichen pulverförmigen Erzeugnissen führen.

Papiere ohne Bindemittel bieten eine rauchfreie Alternative zu höheren Kosten, die ohne organische Bindemittel hergestellt werden.

Poröse starre RCF-Boards werden aus Schlamm, der RCF-Fasern mit anorganischen/organischen Bindemitteln kombiniert, nach Vakuumguss geformt, in den Ofen getrocknet und bis zur endgültigen Dicke geschliffen.Standardgussdicke erreicht 6" (obwohl > 4" in der Regel zusammengesetzte Baugruppen beinhaltet). Die Platten sind in Standard-Niedrig-/Hochdichten mit maximal 60" Durchmesser erhältlich.

Starr RCF-Formmischungen können in verschiedene Formen verarbeitet und hergestellt werden, einschließlich verschraubter Rohre, Kollektoren,Lenden, Übergänge, kundenspezifische Ausrüstungen, Brennerblöcke, Schiebefenster und spezielle Ofenkomponenten.mit Verbindungselementen, die in Plattenkörper/Stützpunkte eingebaut sind.

Verschiedene RCF-keramische formfähige Mischungen kombinieren Fasern, die in leicht viskosen feuerfesten Bindersystemen dispergiert sind, wodurch Vibrations- oder manuelles Füllguss möglich ist.Die mastenartige Konsistenz ermöglicht eine einfache Anwendung durch VerdickenEinmal gegossen, werden Mischungen trocken/härt mit minimalem Schrumpfen verarbeitet, wodurch hochporöse, starre, starke, bearbeitbare Strukturen entstehen.

Faserplattenklebstoff eine kolloidale Silizium-/Aluminium-basierte RCF-Mischung verbindet keramische Faserplatten oder Patches auf kleinen Flächen optimal.Vollständig getrocknet, seine außergewöhnliche mechanische Festigkeit erlaubt herkömmliche Veredelungsmethoden (Sand-/Schneidverfahren).Zusätzliche Beschichtungen können aufgebracht oder als Fiberboard-Formbeschichtungen verwendet werden, die allen RCF-Temperaturbereichen entsprechen.

Textilien, die aus RCF- und PCW-Fasern hergestellt werden, halten identische Temperaturwerte bei. Die meisten enthalten ~ 15% organische Träger (für eine verbesserte Fertigungsfähigkeit / Handhabung), die während der Verbrennung rauchen.Textilien können Inconel-Draht oder Verstärkungen aus durchgehenden Glasfilamenten enthalten, um die Handhabungsfestigkeit während der Installation zu erhöhen und die Haltbarkeit der Faser zu verbessernHinweis: Die Temperaturgrenzen für die Verstärkung (Inconel: 1093°C; Glas: 649°C) können die Faserleistung beeinträchtigen.

RCF-Tücher, Bänder und Ärmel stellen außergewöhnlich starke, flexible Stoffe dar.Typische Anwendungen sind Dichtungen, Dichtungen, Rohrverpackungen, Öfen und Schweißvorhänge, in verschiedenen Lagergrößen/Durchmessern erhältlich.

Rund/quadratische RCF-Zöpfe maximieren die mechanische Missbrauchsbeständigkeit durch Überzöpfen um Keramikfaserkernen.

Keramikfaserseile mit drei Strängen bestehen aus groben RCF-Garnsträngen, die in dreischichtige Kabel verwickelt werden.Sowohl Zöpfe als auch Seile (erhältlich in 1/8"-2" Durchmesser) dienen als Öfendichtungen/Dichtungen und als Verstärkung für größere RCF-Formen.

Gastketten sind maßgeschneiderte Kombinationen von RCF-Geweben, Decken, Seilen und Bänder.Die Konstruktionen (Ein-/Doppel-Lampen- oder Schwanzkonfigurationen) bieten hervorragende Lösungen für Hochtemperaturdichtungsanwendungen (Türen), Flansche, Verschlüsse von Luftschlauchventilen).

Während keramische Faserprodukte Vorteile wie geringes Gewicht, hervorragende Isolierung, thermische/chemische Stabilität und einfache Verarbeitung bieten, bieten diese Produkte eine große Anzahl von Vorteilen.Sie weisen Einschränkungen auf, darunter schlechte Abriebs-/Schlagfestigkeit und Verwundbarkeit gegenüber Gasströmen mit hoher Geschwindigkeit/Schleifen und Schlackkorrosion.Verschiedene keramische Beschichtungsmaterialien und Härter (kolloidales Silizium/Alumina) können die thermische Schrumpfung von RCF-Komponenten reduzieren und die mechanische Festigkeit verbessern.

Refractory Ceramic Fibers serve commercial applications requiring lightweight insulation capable of withstanding high temperatures – from furnace insulation and fire protection to automotive exhaust systems. RCF-Fasern, die in leicht handhabbare Hochtemperaturdämmungsprodukte hergestellt werden, weisen eine außergewöhnliche Wärmeschlagfestigkeit, chemische Beständigkeit, geringe Wärmeleitfähigkeit, minimale Wärmeverluste auf,und leicht.

Zu den verfügbaren Formen gehören Massenfasern, Decken, Module, Papiere, Bretter, Vakuumteile, Textilien, Schaumstoffe, Klebstoffe, Klebstoffe und Beschichtungen.RCF-Produkte dienen bei hohen Temperaturen in zahlreichen Branchen, einschließlich der Metallverarbeitung, Wärmebehandlung, Glas/Keramik, Chemikalien/Petrochemikalien, Automobilindustrie, Luftfahrt, Stromerzeugung und Haushaltsgeräte.

Durch den vollständigen Austausch dichter feuerfester Materialien durch RCF-Produkte werden erhebliche Kraftstoffeinsparungen und Effizienzsteigerungen erzielt.Auch wenn sie als Ersatzisolierung oder als Heizplatten über bestehende feuerfeste Auskleidungen verwendet werden, RCF bietet erhebliche Vorteile bei der Energieeinsparung.