Keramische Fasermatte Kaltstauchfestigkeit

Keramikfaser-Decken besitzen keine “Cold Crushing Strength” (CCS) im traditionellen technischen Sinne. CCS ist eine Kennzahl, die für starre feuerfeste Materialien wie Schamottesteine oder die keramischen Dämmplatten von AdTech. Der Versuch, den CCS-Wert einer flexiblen Matte zu messen, führt eher zu einer Kompression als zu einer Zerkleinerung. Für Ingenieure und Einkäufer, die die Haltbarkeit von Keramikfasermatten bewerten, sind die folgenden mechanischen Eigenschaften am wichtigsten Zugfestigkeit (Reißfestigkeit beim Einbau) und Resilienz (Kompressionsrückgewinnung). Ein Keramikfasertuch mit einer Standarddichte von 128 kg/m³ weist normalerweise eine Zugfestigkeit zwischen 0,08 und 0,12 MPa auf. Wenn Ihre Anwendung eine hohe Tragfähigkeit oder eine hohe Kaltstauchfestigkeit erfordert, müssen Sie ein steifes Produkt wie Keramische Isolierplatte, und nicht eine Decke. AdTech hat sich auf die Herstellung von hochfesten Decken für Umhüllungen und von Platten mit hohem CCS-Wert für die strukturelle Isolierung in Aluminiumgießereien spezialisiert.

Das Missverständnis der Bruchfestigkeit bei flexiblen feuerfesten Materialien

In der Feuerfestindustrie kommt es häufig zu Verwirrung hinsichtlich der Terminologie der physikalischen Festigkeit. In Bestellungen oder technischen Datenblättern (TDS) wird manchmal fälschlicherweise die “Kaltstauchfestigkeit” für Fasermatten angegeben. Das Verständnis der physikalischen Grundlagen dieser Materialien ist für die Auswahl der richtigen Isolierung für Aluminiumfiltrations- und Entgasungsanlagen von entscheidender Bedeutung.

Die Kaltstauchfestigkeit misst die Belastung pro Flächeneinheit, der ein feuerfestes Material standhalten kann, bevor es bei Raumtemperatur versagt (zerbricht). Diese Prüfung erfolgt nach Normen wie ASTM C133. Keramikfasermatten werden jedoch aus gesponnenen oder geblasenen Aluminiumoxid-Silikatfasern hergestellt, die zu einer flexiblen Matte verwoben sind. Wenn eine Last aufgebracht wird, wird die Matte nicht “zerdrückt” oder bricht, sondern sie wird komprimiert und verdichtet sich.

Daher sollten Sie sich bei der Bewertung der Keramikfasertücher von AdTech für Ihre Anlage auf diese drei geprüften mechanischen Kennwerte konzentrieren:

1. Zugfestigkeit: Die maximale Spannung, die das Material bei Dehnung oder Zug aushalten kann, bevor es bricht.

2. Druckspannung (bei X% Verformung): Die Kraft, die erforderlich ist, um das Material auf einen bestimmten Prozentsatz seiner ursprünglichen Dicke zu komprimieren.

3. Lineare Schrumpfung: Die Formbeständigkeit bei großer Hitze.

Kritische mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit vs. Dichte

Da CCS nicht anwendbar ist, wird die Zugfestigkeit zum wichtigsten Indikator für die strukturelle Integrität eines Drucktuchs. Diese Eigenschaft wird direkt von der Schüttdichte des Produkts und dem Herstellungsverfahren (gesponnene oder geblasene Fasern) beeinflusst. Gesponnene Fasern, die AdTech verwendet, bieten im Allgemeinen eine bessere Länge und Verflechtung, was zu einer höheren Zugfestigkeit im Vergleich zu geblasenen Fasern führt.

Drucktücher mit höherer Dichte enthalten mehr Fasermasse pro Volumen, wodurch eine dichtere Matrix entsteht, die dem Reißen widersteht. Dies ist besonders wichtig bei der Installation von Auskleidungen in Pfannen oder Gießrinnen, wo das Material oft um Ecken gezogen oder mit Stiften verankert wird.

Tabelle 1: Korrelation zwischen Dichte und Zugfestigkeit in Aluminiumoxid-Silikat-Matten

Hinweis: Die Daten spiegeln typische Branchendurchschnitte für Spinnfasertücher wider. AdTech-Gummitücher sind so konzipiert, dass sie die oberen Grenzen dieser Bereiche erfüllen oder übertreffen.

Wenn es auf die Kaltstauchfestigkeit ankommt: Die Rolle der keramischen Platten

Wenn Ihre technischen Anforderungen speziell die Kaltstauchfestigkeit erfordern, handelt es sich bei Ihrer Anwendung wahrscheinlich um eine tragende Isolierung oder um Bereiche, die der mechanischen Erosion durch den Fluss von geschmolzenem Aluminium ausgesetzt sind. In diesem Fall ist ein flexibles Gummituch nicht ausreichend.

Sie sollten sich entscheiden für Keramische Dämmplatten. Dabei handelt es sich um vakuumgeformte Produkte, die dieselbe Aluminiumoxid-Silikat-Chemie verwenden, denen jedoch organische und anorganische Bindemittel hinzugefügt werden. Diese Bindemittel verfestigen die Struktur und verleihen ihr einen messbaren CCS-Wert.

AdTech Ceramic Insulation Board - Fähigkeiten

Für Aluminiumgießereien, die unsere Entgasungsanlagen oder Filtrationsboxen verwenden, empfehlen wir Hartfaserplatten für die strukturelle Auskleidung. Eine qualitativ hochwertige Keramikplatte weist in der Regel eine Kaltstauchfestigkeit im Bereich von 0,3 bis 0,5 MPa (je nach Rezeptur und Brennverfahren).

Tabelle 2: Vergleich der mechanischen Eigenschaften - Gummituch vs. Platte

Faktoren, die die Langlebigkeit und Leistung von Fasern beeinflussen

Ob es sich um die Zugfestigkeit eines Gummituchs oder die Druckfestigkeit einer Platte handelt, die mikroskopische Qualität der Faser bestimmt die Leistung. Bei AdTech kontrollieren wir drei Parameter bei der Herstellung unserer Verbrauchsmaterialien, einschließlich der Keramikfaserseile und -decken, streng.

1. Schuss Inhalt

“Schrot” bezieht sich auf die nicht-faserigen Keramikpartikel (unfaserige Tröpfchen), die bei der Produktion entstehen. Ein hoher Schrotanteil ist nachteilig. Er erhöht das Gewicht, ohne die Festigkeit zu erhöhen, und wirkt als Spannungskonzentrationspunkt.

• Niedriger Schrotgehalt: Erhöht die Zugfestigkeit und den thermischen Wirkungsgrad.

• AdTech Standard: Wir setzen eine fortschrittliche Doppelnadeltechnik und Lufttrennung ein, um den Schrotanteil zu minimieren und eine gleichmäßige und starke Fasermatrix zu gewährleisten.

2. Faserdurchmesser und -länge

Dickere und längere Fasern sorgen für eine bessere Verzahnung.

• Gesponnene Fasern: Sie sind in der Regel länger (bis zu 100 mm+) und bieten eine hohe Zugfestigkeit.

• Geblasene Fasern: Sie sind kürzer, was oft dazu führt, dass die Decken leichter reißen.

3. Thermische Geschichte

Wird die Faser Temperaturen ausgesetzt, die über der Klassifizierung liegen, kristallisiert sie aus (Entglasung). Dadurch wird die amorphe Faser in kristallinen Mullit oder Cristobalit umgewandelt.

• Wirkung: Das Material verliert an Festigkeit und wird spröde. Eine Decke, die einst flexibel war, bröckelt (verliert an Zugfestigkeit) und eine Platte verliert an CCS.

• Lösung: Wählen Sie immer eine Sorte (Standard, hochrein, Zirkoniumdioxid), die mindestens 150°C über Ihrer Betriebstemperatur liegt.

Prüfnormen für feuerfeste Fasermaterialien

Um die Einhaltung der weltweiten technischen Anforderungen zu gewährleisten, ist es wichtig, die richtigen Prüfprotokolle zu verwenden. Verwirrung entsteht oft durch die Anwendung von Ziegelnormen auf Faserprodukte.

• ASTM C892: Standard-Spezifikation für Hochtemperatur-Wärmedämmstoffe aus Fasermatten. Diese Norm definiert die Anforderungen an die Zugfestigkeit, nicht die CCS.

• ASTM C165: Standardprüfverfahren zur Messung der Druckeigenschaften von Wärmedämmstoffen. Damit wird gemessen, wie stark eine Decke unter Last komprimiert wird, was dem CCS für flexible Materialien am nächsten kommt.

• ASTM C133: Standardprüfverfahren für Kaltstauchfestigkeit und Bruchmodul von feuerfesten Materialien. Dies gilt für AdTech Ceramic Insulation Boards, nicht für Decken.

Ingenieure, die technische Spezifikationen für die Modernisierung von Aluminiumwerken erstellen, müssen die ASTM C892 für Drucktücher zitieren, um Verwirrung bei den Lieferanten zu vermeiden.

Anwendungen im Aluminiumguss: Wo Stärke eine Rolle spielt

AdTech beliefert die Aluminiumgussindustrie mit Lösungen für die Entgasung und Filtration. Die mechanische Festigkeit von Faserprodukten spielt in bestimmten Bereichen der Gießerei eine besondere Rolle.

1. Rinne und Tundishauskleidung

Hier ist die Isolierung zwischen dem Stahlmantel und dem feuerfesten Guss eingebettet.

• Erfordernis: Die Decke muss eine hohe Resilienz. Sie muss gegen die sich ausdehnende Feuerfestmasse zurückgedrückt werden, um Lücken zu vermeiden, in die geschmolzenes Aluminium eindringen könnte.

• Produkt: AdTech Keramikfaser-Decke (128kg/m³).

2. Isolierung des Filterkastens

Rund um den Keramischer Schaumstofffilter (CFF) Installation ist eine starre Isolierung erforderlich, um die Filterplatte an ihrem Platz zu halten.

• Erfordernis: Hoch Kaltstauchfestigkeit um das Gewicht des Filters und den Druck des geschmolzenen Metalls zu tragen.

• Produkt: AdTech Ceramic Insulation Board oder vakuumgeformte Formteile.

3. Abdichtung und Versiegelung

Abdichten der Deckel von Entgasungsanlagen oder Ofentüren.

• Erfordernis: Hoch Zugfestigkeit und Abriebfestigkeit, um wiederholtem Öffnen und Schließen standzuhalten.

• Produkt: AdTech Ceramic Fiber Rope (mit Stahldraht oder Glasfaser verstärkt).

Verlängerung der Lebensdauer von feuerfesten Materialien durch richtige Materialauswahl

Die Auswahl eines Materials auf der Grundlage einer falschen Festigkeitskennzahl führt zu einem vorzeitigen Versagen. Wenn ein Konstrukteur eine Decke auswählt, die auf Tragfähigkeit (CCS) hofft, wird die Isolierung im Laufe der Zeit zusammengedrückt, was zu Wärmelecks und Verformungen der Stahlhülle führt. Umgekehrt führt die Verwendung einer starren Platte dort, wo Flexibilität erforderlich ist, zu Rissen aufgrund von Ungleichgewichten bei der Wärmeausdehnung.

AdTech's technische Empfehlung:

1. Definieren Sie die mechanische Belastung: Handelt es sich um Zug (Ziehen) oder Druck (Quetschen)?

2. Zum Spannen/Wickeln: Verwenden Sie AdTech Ceramic Fiber Blanket.

3. Für Kompression/Struktur: Verwenden Sie AdTech Ceramic Insulation Board.

4. Für Versiegelung/Abrieb: Verwenden Sie AdTech Ceramic Fiber Rope.

Unser Herstellungsverfahren stellt sicher, dass die Aluminiumoxid-Silikat-Chemie für die spezifischen mechanischen Anforderungen jedes Formfaktors optimiert ist, was eine lange Lebensdauer in rauen Aluminiumverarbeitungsumgebungen gewährleistet.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

1. Hat die Keramikfasermatte einen Wert für die Kaltstauchfestigkeit (CCS)?

Nein. Keramikfasertücher sind flexible Materialien. Sie werden nicht gequetscht, sondern komprimiert. CCS ist eine Kennzahl für starre feuerfeste Materialien wie Ziegel oder Keramikplatten. Die relevante Festigkeitskennzahl für Drucktücher ist die Zugfestigkeit (Tensile Strength).

2. Wie hoch ist die typische Zugfestigkeit einer Standard-Keramikfasermatte?

Ein Standard-Drucktuch mit einer Dichte von 128 kg/m³ hat normalerweise eine Zugfestigkeit zwischen 0,08 und 0,12 MPa. Dies hängt von der Herstellungsmethode (gesponnen oder geblasen) und der Qualität der Faserverflechtung ab.

3. Wie wirkt sich die Dichte auf die Festigkeit der Decke aus?

Es besteht eine direkte positive Korrelation. Decken mit höherer Dichte (z. B. 160 kg/m³) enthalten mehr Fasern pro Volumeneinheit, wodurch eine dichtere Matrix entsteht, die im Vergleich zu Decken mit geringerer Dichte (z. B. 64 kg/m³) eine höhere Zugfestigkeit und eine bessere Druckbeständigkeit bietet.

4. Kann ich eine Keramikfasermatte zur Unterstützung schwerer Lasten verwenden?

Im Allgemeinen nicht. Decken sind für die Isolierung konzipiert, nicht für die strukturelle Unterstützung. Wenn die Decke unter einer schweren Last liegt, wird sie erheblich zusammengedrückt, wodurch sich ihre Dämmstärke und thermische Effizienz verringert. Verwenden Sie für tragende Anwendungen AdTech Ceramic Insulation Boards.

5. Was ist der Unterschied zwischen der Festigkeit von Spinn- und Blasfasern?

Gesponnene Fasern werden hergestellt, indem geschmolzener Strom auf Spinnräder getropft wird, wodurch längere Fasern entstehen. Bei geblasenen Fasern werden Luftdüsen verwendet. Gesponnene Fasern sind im Allgemeinen länger und zäher, was zu Decken mit höherer Zugfestigkeit führt als geblasene Fasern.

6. Warum ist der “Schrotgehalt” für die Festigkeit wichtig?

Schrot bezieht sich auf nicht-faserige Keramikkügelchen. Ein hoher Schrotanteil unterbricht die Fasermatrix, wodurch das Drucktuch schwächer und reißanfälliger wird. AdTech minimiert den Schrotgehalt, um eine maximale Zugfestigkeit zu gewährleisten.

7. Was passiert mit der Stärke der Decke, nachdem sie erhitzt wurde?

Nach dem ersten Brand brennen die organischen Bindemittel (sofern vorhanden) ab, was die Festigkeit leicht verringern kann. Übersteigt die Temperatur jedoch die Nennwerte des Materials, kommt es zur Kristallisation, wodurch die Festigkeit drastisch sinkt und das Material spröde wird und bröckelt.

8. Welches AdTech-Produkt sollte ich verwenden, wenn ich eine hohe Kaltstauchfestigkeit benötige?

Sie sollten die AdTech Ceramic Insulation Board wählen. Diese vakuumgeformten Platten sind steif und wurden speziell für einen hohen CCS-Wert entwickelt, so dass sie sich für Sicherungsauskleidungen und Bereiche eignen, die strukturelle Steifigkeit erfordern.

9. Gibt es einen Standardtest zur Messung der Festigkeit von Fasermatten?

Ja, ASTM C892 ist die Standardspezifikation für Fasermatten, die Protokolle für die Prüfung der Zugfestigkeit enthält. ASTM C165 wird zur Messung der Druckfestigkeit (Elastizität) und nicht der Druckfestigkeit verwendet.

10. Können Keramikfaserseile verwendet werden, wenn eine hohe Zugfestigkeit erforderlich ist?

Ja. AdTech-Keramikfaserseile werden häufig mit Glasfaser- oder Edelstahldraht verstärkt. Diese Verstärkung verleiht ihnen eine deutlich höhere Zugfestigkeit als Gummitüchern und macht sie ideal für Dichtungs- und Verpackungsanwendungen, bei denen das Material unter Spannung steht.

Produkt-Referenz:
AdTech ist ein engagierter Hersteller im Dienste der Aluminiumgussindustrie. Unser Portfolio umfasst:

• Keramikfaser-Decke: Hohe Zugfestigkeit für effiziente Isolierung.

• Keramische Dämmplatte: Hohe Kaltstauchfestigkeit für strukturelle Anwendungen.

• Keramikfaser-Seil: Verstärkt für hervorragende Abdichtung und Haltbarkeit.

• Keramische Schaumstoff-Filter: Präzisionsfiltration für geschmolzenes Aluminium.

Für detaillierte technische Spezifikationen oder ein Angebot wenden Sie sich bitte an das AdTech-Technikteam.