ιστολόγιο περίπου Οι ανθεκτικές κεραμικές ίνες κερδίζουν έλξη στις βιομηχανίες Hightemp

Φανταστείτε να στέκεστε δίπλα στους θορυβώδεις φούρνους ενός χαλυβουργείου, όπου οι θερμοκρασίες φτάνουν σε ακραία επίπεδα.Υπάρχει ένα υλικό που μπορεί να εμποδίσει αποτελεσματικά αυτή την έντονη θερμότητα ∙ ελαφρύ αλλά ικανό να αντέξει θερμικές ακραίες θερμοκρασίεςΠρόκειται για την ανθεκτική κεραμική ίνα (RCF), ένα υλικό υψηλής απόδοσης μονωτικού που διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην θερμική επεξεργασία και την κατασκευή βιομηχανικών φούρνων.Αυτό το άρθρο διερευνά τις ιδιότητες του RCF, ποικιλίες, και τις ευρείες βιομηχανικές εφαρμογές που αποδεικνύουν την αξιοσημείωτη δυναμική της για εξοικονόμηση ενέργειας.

Η ανθεκτική κεραμική ίνα (RCF) είναι μια άμορφη, ανόργανη τεχνητή αλουμινωστικοποιημένη ίνα που ανήκει στην οικογένεια των τεχνητών υαλοειδών ινών (MMVF), η οποία περιλαμβάνει γυάλινο μαλλί, πετρώδες μαλλί, σκουπιδομαλλί,και ειδικές γυάλινες ίνεςΤα προϊόντα RCF εκτιμούνται για το ελαφρύ τους βάρος, την ευκολία χειρισμού, την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, την αντοχή σε θερμικά σοκ, την αντοχή σε χημική διάβρωση, τη χαμηλή θερμική αγωγιμότητα,και ελάχιστη απώλεια θερμότηταςΟι ιδιότητες αυτές τις καθιστούν απαραίτητες για την κατασκευή και την μόνωση εξοπλισμού θερμικής επεξεργασίας και βιομηχανικών φούρνων.

Το RCF χρησιμοποιείται ευρέως σε εμπορικές εφαρμογές που απαιτούν ελαφριά μόνωση ικανή να αντέξει υψηλές θερμοκρασίες, συμπεριλαμβανομένης της μόνωσης φούρνων, προστασίας από πυρκαγιά,και συστήματα εξαγωγής αυτοκινήτωνΟι ίνες αυτές διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε πολλές βιομηχανίες που ασχολούνται με εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών: μεταποίηση μετάλλων, θερμική επεξεργασία, γυαλί και κεραμική, χημική και πετροχημική, αυτοκινητοβιομηχανία,αεροδιαστημική, ηλεκτροπαραγωγή και ακόμη και οικιακές συσκευές.

Η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας των διαφόρων τύπων RCF ποικίλλει ανάλογα με τις ατμοσφαιρικές συνθήκες.Η πλήρης αντικατάσταση πυκνών ανθεκτικών υλικών με προϊόντα RCF συνήθως αποφέρει μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειαςΑκόμη και όταν χρησιμοποιείται ως εφεδρική μόνωση ή ως επικάλυψη θερμής επιφάνειας πάνω από υφιστάμενες ανθεκτικές επικάλυψεις, το RCF μπορεί να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας.

Οι ανθεκτικές κεραμικές ίνες είναι συνθετικές ίνες που παράγονται με τήξη και φυσήξη ή περιστροφή καυλίνης, ή συνδυασμών αλουμινίου (Al2O3), πυριτίου (SiO2) ή άλλων οξειδίων (συνήθως σε 50:50 συντελεστές βάρους)Η πιο κοινή ποιότητα στην αμερικανική αγορά είναι η "υψηλής καθαρότητας" RCF, που έχει χαρακτηριστεί για περίπου 1260 ° C μέγιστη ή 1180 ° C συνεχή υπηρεσία.

Ένα είδος υψηλότερης θερμοκρασίας που περιέχει περίπου 15% ZrO2 προσφέρει αυξημένη αντοχή σε θερμοκρασία έως 1427 °C κατ' ανώτατο όριο ή περίπου 1343 °C συνεχούς λειτουργίας (για το πιο κοινό είδος ζιρκόνιας),αν και με ελαφρώς υψηλότερο κόστος από τα πρότυπα υψηλής καθαρότητας.

Μια άλλη κατηγορία είναι οι βιοδιαλυτές ίνες AES (σιλικικό αλκαλικών γαιών) ∙ άμορφες ίνες που κατασκευάζονται από μείγματα CaO, MgO και SiO2.Αυτές οι ίνες διαλύονται πιο εύκολα από τα υγρά του ανθρώπινου σώματος.Ωστόσο, τα προϊόντα AES παρουσιάζουν χαμηλότερη χημική αντοχή και μεγαλύτερη τάση να ανακρυσταλλώνονται, περιορίζοντας τις δυνατότητές τους σε εφαρμογές θερμικής επεξεργασίας.Οι κύριες χρήσεις τους είναι σε οικιακές συσκευές και βιομηχανικές διεργασίες κάτω των 1100 °C.

Το πολυκρυσταλλικό μαλλί (PCW) αντιπροσωπεύει την κατηγορία RCF υψηλότερης θερμοκρασίας, που αποτελείται από ίνες με περιεκτικότητα > 63 wt.% Al2O3 και < 37 wt.% SiO2.Οι περισσότεροι κατασκευαστές παράγουν ίνες PCW μέσω υδατικού διαλύματος πλέξης με τη μέθοδο sol-gelΟι εν λόγω ίνες είναι κατάλληλες για συνεχή λειτουργία σε θερμοκρασία 1800°C περίπου ή 1650°C.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι πραγματικές θερμοκρασίες συνεχούς λειτουργίας για τις ίνες RCF είναι συνήθως 150-200 ° C κάτω από τα μέγιστα χαρακτηριστικά τους (οριακό όριο ασφάλειας).Σε αντίθεση με τις θερμοκρασίες ταξινόμησης που προσδιορίζονται υπό ιδανικές ουδέτερες συνθήκες καύσης κατά τη διάρκεια βραχυπρόθεσμης έκθεσης (24 ώρες)Οι εφαρμογές πεδίου εκθέτουν τα προϊόντα σε πρόσθετες χημικές και φυσικές πιέσεις που απαιτούν πιο συντηρητικά όρια θερμοκρασίας.

Ενώ το χύδην μαλλί RCF μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας σε ορισμένες εφαρμογές, είναι πιο συνηθισμένο να μετατρέπεται σε διάφορες φυσικές μορφές, συμπεριλαμβανομένων των κουβέρτων, των ενοτήτων, των χαρτιών, των σανίδων, των κενό-σχηματισμένων μερών, των υφασμάτων,ΣφουγγάριαΗ μετατροπή αυτή πραγματοποιείται είτε στις εγκαταστάσεις παραγωγής RCF, στα εργοστάσια μετατροπής, είτε στις εργασίες του τελικού χρήστη.

Οι κουβέρτες RCF κατασκευάζονται μέσω μιας διαδικασίας φέλλωσης με χρήση λιπασμένου υδατικού τύπου ινών RCF, που σφυρηλατείται από τις δύο πλευρές για να αλληλοσυνδέσει τις ίνες και τα στρώματα φέλλου, και στη συνέχεια στεγνώνεται σε συνεχείς φούρνους.Αυτό δημιουργεί χωρίς σύνδεσμοΟι διαστάσεις της κουβέρτας (δυνατότητα: 1/8" έως 2"; πυκνότητα: 4-8 lb/ft3; πλάτος: 12"-48") ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο της ινών.

Το υγρό felt RCF αντιπροσωπεύει ένα μοναδικό προϊόν standard χωρίς σύνδεσμο κουβέρτα προ-βρεγμένη με υδατικό ανόργανο σύνδεσμο και συσκευασμένη σε σακούλες πολυαιθυλενίου για τη διατήρηση της υγρασίας.Αυτή η ευέλικτη μόνωση μπορεί να σχηματιστεί σε πολύπλοκα σχήματα επί τόπου, στεγνώνονται στον αέρα σε άκαμπτες δομές ή στερεώνονται μέσω άμεσης έκθεσης σε υψηλές θερμοκρασίες (στερότητα ξηρασίας: 12-18 λίβρες/πόδι 3).

Οι κουβέρτες RCF με πλάκα ή τυλιγμένες σε χαρτί κερδίζουν δημοτικότητα λόγω της βελτιωμένης αντοχής στην τριβή, της προστασίας από την υγρασία και της μειωμένης απώλειας ινών.επισκευές καμινών, και σφραγίδες συμπίεσης.

Οι ενότητες RCF αποτελούνται από διπλωμένες/συμπυκνωμένες κουβέρτες που είναι συνδεδεμένες με μεταλλικές ταινίες σε τυποποιημένα σχήματα μπλοκ που περιέχουν διπλωμένους μεταλλικούς μηχανισμούς στερέωσης.με πλάγια επέκταση όταν δεν έχει σφραγισθεί για να σφραγίζει κενάΤα συστήματα κηραμικών μορίων ινών παρέχουν ενεργειακά αποδοτικές λύσεις που ελαχιστοποιούν τις απαιτήσεις μετά την εγκατάσταση για ελεγχόμενη εκκίνηση, που χρησιμοποιούνται συνήθως σε φούρνους αναψύκνωσης/καύσης, θάλαμους καύσης,Οξειδωτικά, φούρνοι καύσης, μετατροπείς υδρογονανθράκων, φούρνοι, αποτεφρωτήρες, αγωγούς και σωλήνες.

Τα χαρτιά από κεραμικές ίνες κατασκευάζονται μέσω μιας διαδικασίας πλύσης ινών, δημιουργώντας μη υφασμένες μήτρες ινών, οργανικούς συνδετήρες με βάση το νερό (~ 10%) και πρόσθετα που σχηματίζουν εύκαμπτα,Συνεχείς φέλτες από ίνες με ομοιόμορφο τυχαίο προσανατολισμόΔιαθέσιμα σε RCF και PCW, τα χαρτιά συνήθως είναι σε πλάτους 24" και 48" (προσαρμοσμένα έως 60").που οδηγούν σε εύθραυστα προϊόντα σε μορφή σκόνης μετά την καύση.

Τα χαρτιά χωρίς σύνδεσμο προσφέρουν μια εναλλακτική λύση χωρίς καπνό με υψηλότερο κόστος, που παράγεται χωρίς οργανικά συστήματα σύνδεσης.

Οι πορώδεις άκαμπτες πλάκες RCF είναι απορριμμένες υπό κενό από λιπάσματα που συνδυάζουν ίνες RCF με ανόργανους/οργανικούς συνδετικούς παράγοντες, σχηματίζονται σε σχεδόν πάχος, στεγνώνονται στο φούρνο και λιθοποιούνται μέχρι το τελικό πάχος.Τυπικό πάχος χύτευσης φτάνει τα 6 ′′ (αν και > 4 ′′ συνήθως περιλαμβάνει στοιβαγμένες συναρτήσεις)Τα πλαίσια είναι διαθέσιμα σε τυποποιημένες χαμηλής/υψηλής πυκνότητας, με μέγιστη διάμετρο 60 ιντσών.

Τα σχήματα προσαρμογής μπορούν να διαμορφωθούν υπό κενό ή να συναρμολογηθούν από μικρότερα συστατικά που συνδέονται με τσιμέντο.αγκώνες, μεταβάσεις, εξατομικευμένα εξαρτήματα, μπλοκ καυστήρα, παράθυρα παρακολούθησης και εξειδικευμένα εξαρτήματα φούρνου.με μηχανισμούς σύνδεσης ενσωματωμένους σε σώματα επιφάνειας/επιθέματα.

Διαφορετικά κεραμικά διαμορφώσιμα μείγματα RCF συνδυάζουν ίνες που διασκορπίζονται σε ελαφρώς ιξώδη πυρόστατα συστήματα δέσμευσης, επιτρέποντας δονήσεις ή χειροκίνητη χύτευση πλήρωσης.Η παρόμοια με το έλαιο συνέπεια επιτρέπει την εύκολη εφαρμογή μέσω σφραγίσματοςΜετά το πέψιμο, τα μείγματα στεγνώνουν/σκληρώνουν με ελάχιστη συρρίκνωση, δημιουργώντας εξαιρετικά πορώδεις, άκαμπτες, ισχυρές, μηχανικά ελεγχόμενες δομές.

Φιτρική επιφάνεια κόλλημα ένα μείγμα RCF σε βάση κολοειδούς πυριτίου / αλουμινίου ορθολογικά συνδέει κεραμικές επιφάνειες ή πατς μικρές περιοχές.Όταν έχουν αποξηραθεί πλήρως, η εξαιρετική μηχανική αντοχή του επιτρέπει τις συμβατικές μεθόδους τελικής επεξεργασίας (αμμοποίηση/κόψιμο).Επιπλέον στρώσεις μπορούν να εφαρμοστούν ή να χρησιμοποιηθούν ως στρώσεις με σχήμα πλακέτων ινών που ταιριάζουν σε όλα τα εύρους θερμοκρασίας RCF.

Τα υφάσματα που κατασκευάζονται από ίνες RCF και PCW διατηρούν τα ίδια χαρακτηριστικά θερμοκρασίας.Τα υφάσματα μπορούν να ενσωματώνουν σύρμα Inconel ή ενισχυτές συνεχούς γυάλινης κλωστοϋφαντουργίας για την ενίσχυση της αντοχής χειρισμού κατά την εγκατάσταση και τη βελτίωση της αντοχής των ινώνΣημείωση: Τα όρια θερμοκρασίας της ενίσχυσης (Inconel: 1093°C, γυαλί: 649°C) μπορεί να περιορίσουν τις επιδόσεις των ινών.

Τα υφάσματα RCF, οι ταινίες και τα μανίκια αποτελούν εξαιρετικά ανθεκτικά υφάσματα.Τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν τις συμπίεσεις, σφραγίδες, συσκευασίες σωλήνων, φούρνους και κουρτίνες συγκόλλησης, διαθέσιμες σε διάφορα μεγέθη/διάμετρα.

Οι στρογγυλές / τετραγωνικές πλέκτες RCF μεγιστοποιούν την αντοχή στη μηχανική κακοποίηση μέσω της υπερφλέκωσης γύρω από πυρήνες κεραμικών ινών.

Τα σχοινιά από κεραμικές ίνες τριών ινών αποτελούνται από χοντρά νήματα RCF που περιστρέφονται σε σχοινιά τριών στρωμάτων.Τόσο οι πλεξούδες όσο και τα σχοινιά (διαθέσιμα σε διαμέτρους 1/8 "-2" χρησιμεύουν ως συμπυκνώσεις / σφραγίδες φούρνου και ενίσχυση για μεγαλύτερες μορφές RCF.

Οι συμπυκνώσεις tadpole είναι προσαρμοσμένοι συνδυασμοί από υφάσματα RCF, κουβέρτες, σχοινιά και ταινίες.Οι σχεδιασμοί (μονό/διπλό λαμπτήρα ή σχήμα ουράς) παρέχουν εξαιρετικές λύσεις για εφαρμογές σφράγισης υψηλής θερμοκρασίας (πόρτες), φλάντζες, συμπίεση βαλβίδας επεξεργασίας αέρα).

Ενώ τα προϊόντα κεραμικών ινών προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως ελαφρύ βάρος, εξαιρετική μόνωση, θερμική/χημική σταθερότητα και εύκολη επεξεργασία,έχουν περιορισμούς, συμπεριλαμβανομένης της χαμηλής αντοχής σε τριβή/καταπίεση και ευπάθειας στην ροή αερίων υψηλής ταχύτητας/καθαρισμό και διάβρωση από σκουριάΔιαφορετικά υλικά κεραμικής επίστρωσης και σκληροποιητικά (κωλοειδές πυρίτιο/αλουμίνη) μπορούν να μειώσουν τη θερμική συρρίκνωση των συστατικών RCF και να βελτιώσουν τη μηχανική αντοχή.

Refractory Ceramic Fibers serve commercial applications requiring lightweight insulation capable of withstanding high temperatures – from furnace insulation and fire protection to automotive exhaust systemsΟι ίνες RCF, που κατασκευάζονται σε εύκολα διαχειρίσιμα προϊόντα μόνωσης υψηλής θερμοκρασίας, αποδεικνύουν εξαιρετική αντοχή σε θερμικά σοκ, χημική αντοχή, χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, ελάχιστες θερμικές απώλειες,και ελαφρύ.

Οι διαθέσιμες μορφές περιλαμβάνουν χύδη ίνες, κουβέρτες, ενότητες, χαρτιά, πλάκες, κενό-σχηματισμένα μέρη, υφάσματα, αφρούς, μπουτίδες, κόλλες και επικαλύψεις.Τα προϊόντα RCF εξυπηρετούν εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών σε πολλές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας μετάλλων, θερμική επεξεργασία, γυαλί/κεραμική, χημικά/πετροχημικά, αυτοκινητοβιομηχανία, αεροδιαστημική, παραγωγή ενέργειας και οικιακές συσκευές.

Η πλήρης αντικατάσταση πυκνών ανθεκτικών υλικών με προϊόντα RCF αποφέρει σημαντική εξοικονόμηση καυσίμου και αύξηση της απόδοσης.Ακόμη και όταν χρησιμοποιούνται ως εφεδρική μόνωση ή σαν σφραγίδες θερμής επιφάνειας πάνω από υφιστάμενες ανθεκτικές επένδυση, η RCF αποφέρει σημαντικά οφέλη εξοικονόμησης ενέργειας.