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1.セラミックブランケットの紹介
セラミックファイバー毛布 (CFB）は、アルミナ・ケイ酸塩繊維から作られた軽量高温断熱材である。CFBは 1430℃までの熱安定性 熱伝導率が低く、炉、ボイラー、航空宇宙システムなどに広く使用されています。このガイドでは、CFBのタイプ、性能指標、産業用途を網羅し、エンジニアや調達担当者に実用的な洞察を提供します。
2.温度と組成による分類
セラミック・ブランケット断熱材は以下のカテゴリーに分類される。 最高使用温度 そして 化学成分:
| タイプ | 温度範囲 (°C) | Al₂O₃含有量（%） | 主な特徴 |
|---|---|---|---|
| 標準グレード | 950-1100 | 45-47 | 費用対効果の高い汎用断熱材 |
| 高純度 | 1100-1260 | 47-49 | 耐熱衝撃性の向上 |
| ジルコニアエンハンスド | 1260-1430 | 52-55 + ZrO₂ | 優れた高温安定性 |
| 耐アルカリ性 | 800-1000 | 40-42 + CaO/MgO | セメント／ガラス窯での耐腐食性 |
3.主な技術的特性
3.1 物理的性能と熱的性能
| パラメータ | 試験基準 | 典型的な範囲 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 密度 | ASTM C167 | 64-128 kg/m³ | 断熱性と耐荷重に影響 |
| 熱伝導率 | ASTM C201 | 0.05-0.12 W/m・K（500℃の場合） | エネルギー効率を決定する |
| 引張強度 | ASTM C1335 | 50-150 kPa | 機械的耐久性にとって重要 |
| 線形収縮 | ASTM C356 | <3%（最高温度で24時間） | 長期安定性を示す |
3.2 耐薬品性
- 耐酸性:亜硫酸環境（石油化学ヒーターなど）でも優れた性能を発揮する。
- 耐アルカリ性:アルカリ処理されたCFBはセメントキルンの蒸気に耐える。
- 水分感受性:湿度の高い環境では防水コーティングが必要。
4.業界を超えたアプリケーション
4.1 冶金学
- 炉内ライニング:鉄鋼再加熱炉の耐火レンガ裏のバックアップ断熱材。
- お玉カバー:溶湯移送時の熱損失を低減。
4.2 発電
- ボイラー断熱:過熱器とエコノマイザー（650～900℃ゾーン）に巻き付ける。
- ガスタービン:燃焼室の遮熱壁。
4.3 石油化学
- クラッカー炉:エチレン製造の放射コイルを絶縁する。
- パイプ絶縁:高温パイプラインの熱損失を防ぐ。
4.4 航空宇宙
- ロケットノズル:排気ガス（1200℃以上）から構造物を保護する。
- 航空機エンジン:補助動力装置（APU）の耐火性能。
5.設置および取り扱いのベストプラクティス
5.1 設置方法
| 方法 | 説明 | 理想的な厚さ（mm） |
|---|---|---|
| レイヤースタッキング | 千鳥配列の多層構造 | 各層25-50 |
| アンカー固定 | 垂直/水平面用金属製アンカー | 50-100 |
| 真空成形 | 複雑な形状に対応するプレシェイプモジュール | カスタム |
5.2 安全プロトコル
- 個人用保護具（PPE）:繊維への刺激を防ぐため、手袋、マスク、ゴーグルを着用する。
- 切削工具:粉塵を最小限に抑えるため、電動ナイフや鋸刃を使用する。
6.安全と環境への配慮
6.1 健康リスク
- 空気中の繊維:IARCによりグループ2B（発がん性の可能性）に分類されている。を介して緩和する：
- 設置時の湿式洗浄。
- 保護コーティングによるカプセル化。
6.2 持続可能性
- リサイクル性:使用済みCFBはボードや紙製品に加工できる。
- 低い生物残存率:新しいバイオ水溶性繊維（例えば、SiO₂-CaO-MgO）は肺で安全に分解される。
7.ケーススタディと今後の動向
7.1 ケースアルミニウム製錬所の屋根断熱
- チャレンジ:過度の熱損失（オリジナルのロックウール、厚さ150mm）。
- ソリューション:100mmのジルコニア強化CFBに交換。
- 結果25%の省エネと8年の寿命。
7.2 新たなイノベーション
- ナノファイバー・ブレンド:SiO₂ナノファイバーは熱伝導率を0.03W/m・Kに低減。
- IoTインテグレーション:リアルタイムの温度監視用センサーを組み込んだスマートCFB。
