Blog circa Le fibre ceramiche refrattarie guadagnano terreno nelle industrie di Hightemp

Immaginate di stare accanto alle brucianti fornaci di una acciaieria, dove le temperature raggiungono livelli estremi.Esiste un materiale in grado di bloccare efficacemente questo calore intenso, leggero ma in grado di resistere a temperature estreme.Si tratta di fibra ceramica refrattaria (RCF), un materiale isolante ad alte prestazioni che svolge un ruolo cruciale nel trattamento termico e nella costruzione di forni industriali.Questo articolo esplora le proprietà del RCF, le sue varietà e le sue applicazioni industriali di vasta portata che dimostrano il suo notevole potenziale di risparmio energetico.

La fibra ceramica refrattaria (RCF) è una fibra di aluminosilicato artificiale amorfa e inorganica appartenente alla famiglia delle fibre vetrate artificiali (MMVF), che comprende lana di vetro, lana di roccia, lana di scoria,e fibre di vetro specialiI prodotti RCF sono apprezzati per la loro leggerezza, facilità di manipolazione, resistenza alle alte temperature, resistenza agli urti termici, resistenza alla corrosione chimica, bassa conduttività termica,e perdita di calore minimaQueste proprietà li rendono indispensabili nella costruzione e nell'isolamento delle apparecchiature di trattamento termico e dei forni industriali.

Il RCF è ampiamente utilizzato in applicazioni commerciali che richiedono un isolamento leggero in grado di resistere a temperature elevate, tra cui isolamento dei forni, protezione antincendio,e sistemi di scarico automobilisticiQueste fibre svolgono un ruolo fondamentale in numerose industrie che si occupano di applicazioni ad alta temperatura: lavorazione dei metalli, trattamento termico, vetro e ceramica, chimica e petrolchimica, automotive,aerospaziale, generazione di energia e persino elettrodomestici.

La temperatura massima di funzionamento dei diversi tipi di RCF varia a seconda delle condizioni atmosferiche.La sostituzione completa di materiali refrattari densi con prodotti RCF produce in genere il massimo risparmio energeticoAnche quando viene utilizzato come isolante di riserva o come rivestimento a caldo su rivestimenti refrattari esistenti, il RCF può ridurre significativamente il consumo di energia.

Le fibre ceramiche refrattarie sono fibre sintetiche prodotte per fusione, soffiatura o filatura di caolino calcinato, o combinazioni di allumina (Al2O3), silicio (SiO2) o altri ossidi (in genere in 50:50 rapporti di peso)Il grado più comune sul mercato statunitense è il RCF di "alta purezza", destinato a un servizio continuo di circa 1260°C massimo o 1180°C.

Un grado di temperatura superiore contenente circa il 15% di ZrO2 offre una maggiore resistenza alle temperature fino a 1427°C massimo o circa 1343°C di servizio continuo (per il grado di zirconio più comune),anche se a un costo leggermente più elevato rispetto ai tipi standard di alta purezza.

Un'altra categoria è costituita da fibre AES (silicato di terra alcalina) biodissolbibili ‡ fibre amorfe ottenute da miscele di CaO, MgO e SiO2.queste fibre sono più facilmente sciolte dai fluidi corporei umaniTuttavia, i prodotti AES presentano una minore resistenza chimica e una maggiore tendenza alla ricristallizzazione, limitando il loro potenziale nelle applicazioni di trattamento termico.I loro impieghi principali sono negli elettrodomestici e nei processi industriali a temperature inferiori a 1100 °C.

La lana policristallina (PCW) rappresenta la categoria RCF a temperatura più elevata, costituita da fibre con un contenuto > 63 wt.% di Al2O3 e < 37 wt.% di SiO2.La maggior parte dei produttori produce fibre di PVC mediante una soluzione di filatura acquosa nel metodo sol-gelQueste fibre sono destinate ad un funzionamento continuo a circa 1800°C o 1650°C.

È fondamentale notare che le temperature effettive di servizio continuo per le fibre RCF sono in genere di 150-200 °C al di sotto dei loro valori massimi (margine di sicurezza).A differenza delle temperature di classificazione determinate in condizioni di combustione neutre ideali durante l'esposizione a breve termine (24 ore), le applicazioni sul campo espongono i prodotti a sollecitazioni chimiche e fisiche aggiuntive che richiedono limiti di temperatura più conservativi.

Mentre la lana RCF sfusa può essere utilizzata direttamente in alcune applicazioni, è più comunemente convertita in varie forme fisiche tra cui coperte, moduli, carte, tavole, parti a vuoto, tessuti,spumeQuesta conversione avviene sia negli impianti di produzione di RCF, negli impianti di conversione, sia nelle operazioni degli utilizzatori finali.

Le coperte RCF sono fabbricate mediante un processo di feltro utilizzando una polvere di fibre RCF a base d'acqua, aghiata da entrambi i lati per intrecciare le fibre e gli strati di feltro, quindi essiccate in forni continui.Questo crea il legame liberoLe dimensioni delle coperte (spessore: 1/8" a 2"; densità: 4-8 lb/ft3; larghezza: 12"-48") variano a seconda del tipo di fibra.

Il feltro bagnato RCF rappresenta un prodotto unico standard copertura senza legante preumidita con legante inorganico acquoso e confezionata in sacchetti di polietilene per mantenere l'umidità.Questo isolamento flessibile può essere modellato in forme complesse sul posto, essiccati all'aria in strutture rigide, o curati mediante esposizione immediata ad alta temperatura (densità di asciugatura: 12-18 lb/ft3).

Le coperte RCF rivestite o avvolte in foglio diventano sempre più popolari per la loro migliore resistenza all'abrasione, protezione contro l'umidità e riduzione delle perdite di fibre.riparazioni di camini, e guarnizioni.

I moduli RCF sono costituiti da coperte piegate/compresse, confezionate con nastri metallici in blocchi standard contenenti meccanismi di attacco metallici pieghevoli.con una lunghezza di 20 mm o più ma non superiore a 50 mmI sistemi di moduli in fibra ceramica forniscono soluzioni ad alta efficienza energetica che riducono al minimo i requisiti di avvio controllato dopo l'installazione, comunemente utilizzati in forni di ricottura/temperatura, camere di combustione,ossidanti, forni a combustione, convertitori di idrocarburi, forni, inceneritori, condotti e condotte.

Le fibre di carta ceramiche sono prodotte attraverso un processo di lavaggio delle fibre creando matrici non tessute di fibre, leganti organici a base d'acqua (~ 10%) e additivi che formano fibre flessibili,Feltri di fibra continua a orientamento casuale uniforme. Disponibile nei gradi RCF e PCW, le carte sono in genere di larghezza 24" e 48" (customizzate fino a 60").risultante in prodotti fragili a polvere dopo la cottura.

Le carte senza legante offrono un'alternativa senza fumo ad un costo più elevato, prodotte senza sistemi di legante organico.

Le tavole rigide porose RCF sono fondute sotto vuoto da fanghi che combinano fibre RCF con leganti inorganici/organici, formate fino a quasi spessore, asciugate al forno e levigate fino allo spessore finale.Spessore di colata standard raggiunge 6" (anche se > 4" di solito coinvolge assemblaggi impilati)Le schede a bassa densità offrono un isolamento leggermente migliore, mentre le versioni ad alta densità offrono una maggiore durata.

Le forme personalizzate possono essere stampate al vuoto o assemblate da componenti più piccoli legati al cemento.gomiti, transizioni, accessori personalizzati, blocchi per bruciatori, finestre a sbircio e componenti specializzati per forni.con meccanismi di connessione incorporati nei corpi/sostenitori delle tavole.

Diverse miscele ceramiche modellabili RCF combinano fibre disperse in sistemi di legame refrattari leggermente viscosi, consentendo la fusione a vibrazione o a riempimento manuale.La consistenza simile a quella del mastello consente una facile applicazione tramite sigillazioneUna volta versato, le miscele si asciugano/induriscono con un minimo di restringimento, creando strutture altamente porose, rigide, forti e lavorabili.

Adesivo per cartoni in fibra una miscela RCF a base di silice colloidale / allumina Se completamente asciugato, la sua eccezionale resistenza meccanica consente di utilizzare metodi di finitura convenzionali (sandatura/taglio).Possono essere applicati o utilizzati rivestimenti aggiuntivi a forma di cartone in fibra che corrispondono a tutti gli intervalli di temperatura RCF.

I tessuti fabbricati con fibre RCF e PCW mantengono le stesse temperature.I tessuti possono incorporare filo Inconel o rinforzi di filamenti di vetro continui per migliorare la resistenza alla movimentazione durante l'installazione e migliorare la durata della fibraNota: i limiti di temperatura del rinforzo (Inconel: 1093°C; vetro: 649°C) possono limitare le prestazioni della fibra.

I tessuti, i nastri e le maniche RCF rappresentano tessuti eccezionalmente resistenti e flessibili.Le applicazioni tipiche includono guarnizioni, guarnizioni, avvolgimenti di tubi, forni e tende di saldatura, disponibili in varie dimensioni/diametri.

Le trecce RCF rotonde/quadrate massimizzano la resistenza agli abusi meccanici attraverso la tracciatura attorno ai nuclei di fibra ceramica.

Le corde in fibra ceramica a tre fili sono costituite da fili di filati RCF grossolani contorti in fili a tre strati.Sia le trecce che le corde (disponibili in diametri da 1/8" a 2" servono come guarnizioni/sigilli del forno e rinforzo per forme RCF più grandi.

Le guarnizioni sono combinazioni di tessuti RCF, coperte, corde e nastri.I disegni (configurazioni a bulbo singolo/doppio o a coda) forniscono soluzioni eccellenti per applicazioni di tenuta ad alta temperatura (porte, flange, guarnizioni delle valvole di trattamento dell'aria).

Mentre i prodotti in fibra ceramica offrono vantaggi come il peso leggero, l'eccellente isolamento, la stabilità termica/chimica e la facilità di lavorazione,presentano limitazioni quali scarsa resistenza all'abrasione/all'impatto e vulnerabilità al flusso di gas ad alta velocità/alla corrosione da scorieVari materiali di rivestimento ceramico e indurenti (silica colloidale/alumina) possono ridurre la contrazione termica dei componenti RCF e migliorare la resistenza meccanica.

Refractory Ceramic Fibers serve commercial applications requiring lightweight insulation capable of withstanding high temperatures – from furnace insulation and fire protection to automotive exhaust systemsLe fibre RCF, prodotte in prodotti isolanti ad alta temperatura facilmente maneggevoli, dimostrano eccezionale resistenza agli urti termici, resistenza chimica, bassa conduttività termica, minime perdite di calore,e leggero.

Le forme disponibili includono fibre sfuse, coperte, moduli, carte, tavole, parti a vuoto, tessuti, schiume, macchie, adesivi e rivestimenti.I prodotti RCF servono applicazioni ad alta temperatura in numerosi settori, tra cui la lavorazione dei metalli, trattamento termico, vetro/ceramica, prodotti chimici/petrochimici, automotive, aerospaziale, generazione di energia e elettrodomestici.

La sostituzione completa dei materiali refrattari densi con prodotti RCF comporta un notevole risparmio di carburante e un aumento dell'efficienza.Anche se utilizzati come isolamento di riserva o rivestimenti a caldo su rivestimenti refrattari esistenti, la RCF offre notevoli vantaggi di risparmio energetico.