El blog sobre Las fibras cerámicas refractarias ganan fuerza en las industrias de Hightemp

Imagínese que está de pie junto a los hornos rugidos de una fábrica de acero, donde las temperaturas alcanzan niveles extremos.Existe un material que puede bloquear eficazmente este intenso calor ̇ ligero pero capaz de soportar extremos térmicosSe trata de fibra cerámica refractaria (FCR), un material aislante de alto rendimiento que desempeña un papel crucial en el tratamiento térmico y la construcción de hornos industriales.Este artículo explora las propiedades de RCF, variedades, y sus amplias aplicaciones industriales que demuestran su notable potencial para la conservación de energía.

La fibra cerámica refractaria (FCR) es una fibra de aluminiosílicato sintético amorfa y inorgánica perteneciente a la familia de las fibras vítreas artificiales (FVAM), que incluye lana de vidrio, lana de roca, lana de escoria,y fibras de vidrio especialesLos productos RCF son valorados por su ligereza, facilidad de manejo, resistencia a altas temperaturas, resistencia a los golpes térmicos, resistencia a la corrosión química, baja conductividad térmica,y pérdida de calor mínimaEstas propiedades las hacen indispensables en la construcción y aislamiento de equipos de tratamiento térmico y hornos industriales.

El RCF se utiliza ampliamente en aplicaciones comerciales que requieren aislamiento ligero capaz de soportar altas temperaturas, incluido el aislamiento de hornos, protección contra incendios,y sistemas de escape de automóvilesEstas fibras desempeñan un papel crítico en numerosas industrias que se ocupan de aplicaciones de alta temperatura: procesamiento de metales, tratamiento térmico, vidrio y cerámica, química y petroquímica, automoción,el sector aeroespacial, generación de energía, e incluso electrodomésticos.

La temperatura máxima de funcionamiento de los diferentes tipos de RCF varía según las condiciones atmosféricas.La sustitución completa de materiales refractarios densos por productos RCF generalmente produce el máximo ahorro de energíaIncluso cuando se utiliza como aislamiento de respaldo o como una chapa de superficie caliente sobre revestimientos refractarios existentes, RCF puede reducir significativamente el consumo de energía.

Las fibras cerámicas refractarias son fibras sintéticas producidas por fusión, soplado o hilados de caolín calcinado, o combinaciones de alumina (Al2O3), sílice (SiO2) u otros óxidos (normalmente en 50:50 relaciones de peso)El grado más común en el mercado estadounidense es el RCF de "alta pureza", calificado para aproximadamente 1260 °C máximo o 1180 °C de servicio continuo.

Un grado de mayor temperatura que contiene alrededor del 15% de ZrO2 ofrece una mayor resistencia a la temperatura hasta un máximo de 1427 °C o alrededor de 1343 °C de servicio continuo (para el grado de zirconio más común),aunque a un coste ligeramente superior al de los grados estándar de alta pureza.

Otra categoría son las fibras AES (silicato de tierras alcalinas) biolubles fibras amorfas hechas de mezclas de CaO, MgO y SiO2.Estas fibras se disuelven más fácilmente en los fluidos corporales humanos.Sin embargo, los productos AES muestran una menor resistencia química y una mayor tendencia a recristalizarse, lo que limita su potencial en aplicaciones de tratamiento térmico.Sus usos principales son en electrodomésticos y procesos industriales a menos de 1100 °C.

La lana policristalina (PCW) representa la categoría de fibras RCF de mayor temperatura, que consta de fibras con un contenido > 63 wt.% de Al2O3 y < 37 wt.% de SiO2.La mayoría de los fabricantes producen fibras de PVC mediante una solución acuosa de hilados en el método sol-gelEstas fibras están calificadas para un funcionamiento continuo máximo de aproximadamente 1800 °C o 1650 °C.

Es crucial tener en cuenta que las temperaturas reales de servicio continuo para las fibras RCF son típicamente 150-200 ° C por debajo de sus calificaciones máximas (margen de seguridad).A diferencia de las temperaturas de clasificación determinadas en condiciones ideales de combustión neutra durante la exposición a corto plazo (24 horas)Las aplicaciones de campo exponen los productos a tensiones químicas y físicas adicionales que requieren límites de temperatura más conservadores.

Mientras que la lana RCF a granel se puede utilizar directamente en algunas aplicaciones, es más comúnmente convertida en varias formas físicas incluyendo mantas, módulos, papeles, tablas, piezas formadas al vacío, textiles,espumasEsta conversión se realiza en las instalaciones de producción de RCF, en las plantas de conversión o en las operaciones de los usuarios finales.

Las mantas de RCF se fabrican mediante un proceso de fieltro utilizando un estiércol de fibra de RCF a base de agua, agujereado en ambos lados para entrelazar las fibras y las capas de fieltro, y luego se secan en hornos continuos.Esto crea libre de aglutinanteLas dimensiones de las mantas ( espesor: 1/8" a 2"; densidad: 4-8 lb/ft3; anchura: 12"-48") varían según el tipo de fibra.

El fieltro húmedo de RCF representa un producto único: una manta estándar sin aglutinante prehumedecida con aglutinante inorgánico acuoso y envasada en bolsas de polietileno para mantener la humedad.Este aislamiento flexible puede formarse en formas complejas en el sitio, secado al aire en estructuras rígidas, o curado mediante exposición inmediata a altas temperaturas (densidad de secado: 12-18 lb/ft3).

Las mantas RCF con cara de papel laminado o envueltas ganan popularidad por su mejor resistencia a la abrasión, protección contra la humedad y reducción de la pérdida de fibra.reparación de chimeneas, y sellos de juntas.

Los módulos de RCF consisten en mantas plegadas/comprimidas en bandas con correas metálicas en formas de bloques estándar que contienen mecanismos de fijación metálicos plegados.con una longitud de más de 20 mm,Los sistemas de módulos de fibra cerámica proporcionan soluciones energéticamente eficientes que minimizan los requisitos de arranque controlado después de la instalación, comúnmente utilizados en hornos de recocido/temperatura, cámaras de combustión,los oxidantes, hornos de combustión, convertidores de hidrocarburos, hornos, incineradores, conductos y conductos.

Los papeles de fibra cerámica se fabrican mediante un proceso de lavado de fibra que crea matrices no tejidas de fibras, aglutinantes orgánicos a base de agua (~ 10%) y aditivos que forman flexible,con un contenido de aluminio superior o igual a 10%, pero no superior a 50%. Disponible en grados RCF y PCW, los papeles suelen tener anchuras de 24" y 48" (customizado hasta 60").producen productos en polvo frágiles después de la cocción.

Los papeles sin aglutinantes ofrecen una alternativa sin humo a un costo más alto, fabricados sin sistemas de aglutinantes orgánicos.

Las tablas rígidas porosas RCF se moldean al vacío a partir de suspensiones que combinan fibras RCF con aglutinantes inorgánicos / orgánicos, se forman hasta casi el grosor, se secan en el horno y se lijan hasta el grosor final.El espesor estándar del molde alcanza los 6" (aunque > 4" suele incluir conjuntos apilados)Las tablas de baja densidad ofrecen un aislamiento ligeramente mejor, mientras que las versiones de alta densidad proporcionan una mayor durabilidad.

Las formas personalizadas pueden ser moldeadas al vacío o ensambladas a partir de componentes más pequeños unidos al cemento.las piernas, transiciones, accesorios personalizados, bloques de quemadores, ventanas mirantes y componentes de hornos especializados.con mecanismos de conexión incorporados en los cuerpos/apoyos de los paneles.

Varias mezclas moldeables de cerámica RCF combinan fibras dispersas en sistemas de aglutinantes refractarios ligeramente viscosos, lo que permite la fusión de vibración o de llenado manual.La consistencia de masilla permite una fácil aplicación mediante calentamientoUna vez fundido, las mezclas se secan/endurecen con una contracción mínima, creando estructuras altamente porosas, rígidas, fuertes y maquinables.

Adesivo de cartón de fibra una mezcla de RCF a base de sílice coloidal / alumina enlaza de manera óptima las placas de fibra cerámica o parches en áreas pequeñas.Cuando esté completamente secado, su excepcional resistencia mecánica permite los métodos de acabado convencionales (ampollado/corte).Se pueden aplicar o utilizar capas adicionales como recubrimientos de forma de cartón de fibra que coincidan con todos los rangos de temperatura de RCF.

Los textiles fabricados a partir de fibras RCF y PCW mantienen las mismas calificaciones de temperatura.Los textiles pueden incorporar alambre Inconel o refuerzos de filamento de vidrio continuo para mejorar la resistencia al manejo durante la instalación y mejorar la durabilidad de la fibraNota: los límites de temperatura de refuerzo (Inconel: 1093°C; vidrio: 649°C) pueden limitar el rendimiento de la fibra.

Las telas, cintas y mangas de RCF representan tejidos excepcionalmente fuertes y flexibles. Los cables/filamentos de vidrio incorporados de Inconel aumentan la resistencia a la tracción antes y después de la exposición al calor.Las aplicaciones típicas incluyen juntas, sellos, envases de tuberías, hornos y cortinas de soldadura, disponibles en varios tamaños/diámetros de stock.

Las trenzas RCF redondas / cuadradas maximizan la resistencia al abuso mecánico a través del trenzado alrededor de núcleos de fibra cerámica.

Las cuerdas de fibra cerámica de tres hebras consisten en hebras de hilo RCF gruesas retorcidas en cables de tres capas.Tanto las trenzas como las cuerdas (disponibles en diámetros de 1/8 "-2" sirven como juntas/sellos de horno y refuerzo para formas de RCF más grandes.

Las juntas de renacuajos son combinaciones cosidas a medida de tejidos RCF, mantas, cuerdas y cintas.Los diseños (configuraciones de bulbo único/doble o cola) proporcionan excelentes soluciones para aplicaciones de sellado a altas temperaturas (puertas, bridas, juntas de válvulas de manipulación de aire).

Mientras que los productos de fibra cerámica ofrecen ventajas como peso ligero, aislamiento excelente, estabilidad térmica/química y fácil procesamiento,que presentan limitaciones, entre las que se incluyen una baja resistencia a la abrasión/impacto y vulnerabilidad al flujo de gas de alta velocidad/a la corrosión de las escamasVarios materiales de revestimiento cerámico y endurecedores (sílice coloidal / alumina) pueden reducir la contracción térmica de los componentes RCF y mejorar la resistencia mecánica.

Refractory Ceramic Fibers serve commercial applications requiring lightweight insulation capable of withstanding high temperatures – from furnace insulation and fire protection to automotive exhaust systemsFabricadas en productos aislantes de alta temperatura de fácil manejo, las fibras RCF demuestran una resistencia excepcional a los golpes térmicos, resistencia química, baja conductividad térmica, pérdida de calor mínima,y ligero.

Las formas disponibles incluyen fibras a granel, mantas, módulos, papeles, tablas, piezas formadas al vacío, textiles, espumas, mastillas, adhesivos y recubrimientos.Los productos RCF sirven para aplicaciones de alta temperatura en numerosas industrias, incluido el procesamiento de metales, tratamiento térmico, vidrio/cerámica, productos químicos/petroquímicos, automóviles, aeroespacial, generación de energía y electrodomésticos.

La sustitución completa de los materiales refractarios densos por productos RCF produce un ahorro de combustible y una mejora de la eficiencia significativos.Incluso cuando se utilizan como aislamiento de respaldo o carillas de superficie caliente sobre revestimientos refractarios existentes, RCF ofrece beneficios sustanciales de conservación de energía.