Blogue sobre Fibras cerâmicas refratárias ganham força nas indústrias de Hightemp

Imagine-se ao lado dos fornos estrondosos de uma siderúrgica, onde as temperaturas atingem níveis extremos.Existe um material que pode efetivamente bloquear este calor intenso ̇ leve mas capaz de suportar extremos térmicosTrata-se de fibra cerâmica refratária (FCR), um material isolante de alto desempenho que desempenha um papel crucial no tratamento térmico e na construção de fornos industriais.Este artigo explora as propriedades do RCF, variedades, e as suas amplas aplicações industriais que demonstram o seu notável potencial de conservação de energia.

A fibra cerâmica refratária (RCF) é uma fibra de aluminosilicato sintético amorfa e inorgânica pertencente à família das fibras vitreiras sintéticas (MMVF), que inclui lã de vidro, lã de rocha, lã de escória,e fibras de vidro especiaisOs produtos RCF são apreciados pela sua leveza, facilidade de manuseio, resistência a altas temperaturas, resistência a choques térmicos, resistência à corrosão química, baixa condutividade térmica,e perda de calor mínimaEstas propriedades tornam-nas indispensáveis na construção e isolamento dos equipamentos de tratamento térmico e dos fornos industriais.

O RCF encontra ampla utilização em aplicações comerciais que exigem isolamento leve capaz de suportar altas temperaturas, incluindo isolamento de fornos, protecção contra incêndio,e sistemas de escape de automóveisEstas fibras desempenham um papel crítico em numerosas indústrias que se ocupam de aplicações a altas temperaturas: processamento de metais, tratamento térmico, vidro e cerâmica, química e petroquímica, automóvel,Aeronáutica, geração de energia, e até mesmo aparelhos domésticos.

A temperatura máxima de funcionamento dos diferentes tipos de RCF varia em função das condições atmosféricas.A substituição completa de materiais refratários densos por produtos RCF geralmente resulta em economias de energia máximasMesmo quando usado como isolamento de reserva ou como uma chapa de superfície quente sobre revestimentos refratários existentes, o RCF pode reduzir significativamente o consumo de energia.

As fibras cerâmicas refratárias são fibras sintéticas produzidas pela fusão, sopro ou fiação de caolino calcinado, ou combinações de alumina (Al2O3), sílica (SiO2) ou outros óxidos (normalmente em 50:50 relações de peso)O grau mais comum no mercado dos EUA é o RCF de "alta pureza", classificado para aproximadamente 1260 °C máximo ou 1180 °C de serviço contínuo.

Um grau de temperatura superior contendo cerca de 15% de ZrO2 oferece maior resistência à temperatura até 1427 °C máximo ou cerca de 1343 °C de serviço contínuo (para o grau de zircônio mais comum),embora a um custo ligeiramente mais elevado do que os tipos normais de alta pureza.

Outra categoria são as fibras AES (silicato de terra alcalina) biodissolúveis fibras amorfas feitas de misturas de CaO, MgO e SiO2.Estas fibras são mais facilmente dissolvidas pelos fluidos do corpo humanoNo entanto, os produtos AES apresentam uma menor resistência química e uma maior tendência à recristalização, limitando o seu potencial em aplicações de tratamento térmico.As suas principais utilizações são em aparelhos domésticos e processos industriais abaixo de 1100 °C.

A lã policristalina (PCW) representa a categoria de fibras RCF de temperatura mais elevada, constituída por fibras com um teor > 63 wt.% de Al2O3 e < 37 wt.% de SiO2.A maioria dos fabricantes produz fibras de PVC através de uma solução de fiação aquosa no método sol-gelEstas fibras são concebidas para um máximo de 1800°C ou 1650°C de serviço contínuo.

É crucial notar que as temperaturas de serviço contínuas reais para as fibras RCF são tipicamente 150-200 ° C abaixo de suas classificações máximas (margem de segurança).Ao contrário das temperaturas de classificação determinadas em condições de combustão neutras ideais durante a exposição de curta duração (24 horas), aplicações de campo expõem os produtos a tensões químicas e físicas adicionais que exigem limites de temperatura mais conservadores.

Embora a lã RCF a granel possa ser usada diretamente em algumas aplicações, é mais comumente convertida em várias formas físicas, incluindo cobertores, módulos, papéis, placas, peças de vácuo, têxteis,espumasEsta conversão ocorre nas instalações de produção de FCR, nas instalações de conversão ou nas operações do utilizador final.

Os cobertores RCF são fabricados através de um processo de feltro utilizando lama de fibras RCF à base de água, agulhados de ambos os lados para interligar fibras e camadas de feltro, e depois secados em fornos contínuos.Isto cria livre de aglutinanteAs dimensões dos cobertores (espessura: 1/8" a 2"; densidade: 4-8 lb/ft3; largura: 12"-48") variam de acordo com o tipo de fibra.

O feltro úmido da RCF representa um produto único, um cobertor padrão sem aglutinante pré-umedecido com aglutinante inorgânico aquoso e embalado em sacos de polietileno para manter a umidade.Este isolamento flexível pode ser formado em formas complexas no local, secadas a ar em estruturas rígidas, ou curadas através de exposição imediata a altas temperaturas (densidade seca: 12-18 lb/ft3).

Os cobertores RCF revestidos ou envoltos em folha ganham popularidade pela melhor resistência à abrasão, proteção contra a umidade e redução da perda de fibras.reparação de chaminés, e vedações de juntas.

Os módulos RCF consistem em cobertores dobrados/comprimidos, ligados com tiras metálicas em blocos de forma padrão, contendo mecanismos de fixação metálicos dobrados.com um diâmetro superior a 50 mm,Os sistemas de módulos de fibra cerâmica fornecem soluções de eficiência energética que minimizam os requisitos de arranque controlado após a instalação, comumente utilizados em fornos de recozimento/temperatura, câmaras de combustão,oxidantes, fornos de combustão, conversores de hidrocarbonetos, fornos, incineradores, condutas e canos.

Os papéis de fibras cerâmicas são fabricados através de um processo de lavagem de fibras, criando matrizes não tecidas de fibras, ligantes orgânicos à base de água (~ 10%) e aditivos que formam fibras flexíveis,Feltos contínuos de fibras de orientação aleatória uniforme. Disponível em graus RCF e PCW, os papéis geralmente vêm em largura de 24" e 48" (customizado até 60").resultando em produtos em pó frágeis após a cozedura.

Os papéis sem aglutinantes oferecem uma alternativa sem fumo a um custo mais elevado, fabricados sem sistemas de aglutinantes orgânicos.

As placas rígidas porosas de RCF são fundidas a vácuo a partir de lulas que combinam fibras de RCF com ligantes inorgânicos/orgânicos, formadas até quase espessura, secadas no forno e lixadas até espessura final.Espessura de fundição padrão chega a 6" (embora > 4" envolva geralmente conjuntos empilhados)As placas de baixa densidade oferecem um isolamento ligeiramente melhor, enquanto as versões de alta densidade oferecem maior durabilidade.

As formas personalizadas podem ser moldadas a vácuo ou montadas a partir de componentes mais pequenos ligados a cimento.Cotovelos, transições, acessórios personalizados, blocos de queimadores, janelas de espreguiçadeira e componentes de fornos especializados.com mecanismos de ligação incorporados nos corpos/suportes dos painéis.

Várias misturas cerâmicas moldáveis RCF combinam fibras dispersas em sistemas de aglutinantes refratários ligeiramente viscosos, permitindo a fundição por vibração ou preenchimento manual.A consistência semelhante a de mastigação permite uma aplicação fácil através de calafaçãoUma vez fundido, as misturas secas/endurecidas com um mínimo de encolhimento, criando estruturas altamente porosas, rígidas, fortes e maquináveis.

Adesivo de fibra de alumínio uma mistura de RCF à base de sílica coloidal / alumina liga de forma ideal placas de fibra cerâmica ou pequenas áreas.Quando completamente secos, a sua resistência mecânica excepcional permite métodos de acabamento convencionais (lixação/corte).Podem ser aplicadas ou utilizadas camadas adicionais como revestimentos de forma de fibra de cartão que correspondam a todas as faixas de temperatura da RCF.

Os têxteis fabricados a partir de fibras RCF e PCW mantêm temperaturas idênticas.Os têxteis podem incorporar reforços de fio Inconel ou de filamentos de vidro contínuos para aumentar a resistência ao manuseio durante a instalação e melhorar a durabilidade da fibraNota: os limites de temperatura dos reforços (Inconel: 1093°C; vidro: 649°C) podem restringir o desempenho da fibra.

Os tecidos, fitas e mangas RCF representam tecidos excepcionalmente fortes e flexíveis.Aplicações típicas incluem juntas, vedações, embalagens de tubos, fornos e cortinas de soldagem, disponíveis em vários tamanhos/diâmetros.

As tranças RCF redondas / quadradas maximizam a resistência ao abuso mecânico através de overbraiding em torno de núcleos de fibra cerâmica.

As cordas de fibras cerâmicas de três fios consistem em fios grosseiros de fios de fibras RCF torcidos em cordões de três camadas.Tanto as tranças quanto as cordas (disponíveis em diâmetros de 1/8 "-2" servem como juntas/selo do forno e reforço para formas de RCF maiores.

As juntas são combinações costuradas de tecidos RCF, cobertores, cordas e fitas.Os desenhos (configurações de lâmpada única/dobrada ou de cauda) fornecem excelentes soluções para aplicações de vedação a altas temperaturas (portas), flanges, juntas de válvulas de manipulação de ar).

Embora os produtos de fibra cerâmica ofereçam vantagens como peso leve, excelente isolamento, estabilidade térmica/química e fácil processamento,possuem limitações, nomeadamente uma baixa resistência à abrasão/impacto e uma vulnerabilidade ao fluxo de gás de alta velocidade/espuma e à corrosão da escóriaVários materiais de revestimento cerâmico e endurecedores (sílica coloidal/alumina) podem reduzir o encolhimento térmico dos componentes RCF e melhorar a resistência mecânica.

Refractory Ceramic Fibers serve commercial applications requiring lightweight insulation capable of withstanding high temperatures – from furnace insulation and fire protection to automotive exhaust systemsFabricadas em produtos de isolamento de alta temperatura de fácil manuseio, as fibras RCF demonstram uma resistência excepcional ao choque térmico, resistência química, baixa condutividade térmica, perda de calor mínima,e leve.

As formas disponíveis incluem fibras a granel, cobertores, módulos, papel, placas, peças de vácuo, têxteis, espumas, massas, adesivos e revestimentos.Os produtos RCF servem aplicações de alta temperatura em numerosas indústrias, incluindo o processamento de metais, tratamento térmico, vidro/cerâmica, produtos químicos/petroquímicos, automóveis, aeroespacial, geração de energia e aparelhos domésticos.

A substituição completa de materiais refratários densos por produtos RCF resulta em economias significativas de combustível e ganhos de eficiência.Mesmo quando utilizados como isolamento de reserva ou facetas de superfície quente sobre revestimentos refratários existentes, a RCF proporciona benefícios substanciais de conservação de energia.