Kiselkarbid eldfast material har hög varmhållfasthet, utmärkt krypmotstånd och värmeledningsförmåga som gör det populärt på aluminiummarknader för gjutning av tegelstenar för sidoväggar i aluminiumreduktionsceller.
Oxidation av eldfasta keramer vid temperaturer över 1000 grader är extremt skadligt, eftersom det leder till att kristobalit bildas, vilket påverkar ugnsmöblernas prestanda och begränsar deras prestanda ytterligare.
Hållfasthet vid höga temperaturer
Kiselkarbid är ett exceptionellt eldfast keramiskt material som erbjuder överlägsen motståndskraft mot termisk chock och enastående mekanisk styrka över ett brett temperaturintervall. Dessa egenskaper gör kiselkarbid särskilt lämpat för applikationer som kräver hög temperaturprestanda, t.ex. inom metallurgi, tillverkning av ugnsmöbler och avfall-till-energiindustrier.
Kiselkarbid utmärker sig genom sin unika kemiska sammansättning som ett extremt stabilt material för användning i en rad olika temperaturer och miljöer, samtidigt som det är olösligt i vatten och alkohol - vilket gör det mycket eftertraktat i tuffa miljöer där aggressiva kemikalier eller förhållanden kan erodera andra material snabbare.
Keruis eldfasta gjutgods av kiselkarbid erbjuder en kostnadseffektiv och långsiktig lösning för ugnar som utsätts för intensiv värmebelastning, spjälkning och korrosion. Deras låga cementinnehåll minskar permeabiliteten för att öka effektiviteten samtidigt som det eliminerar behovet av ytterligare eldfasta material, vilket förbättrar ugnens prestanda och livslängd.
CUMIFRAC Refractory Bricks tillverkas av en blandning av aluminiumoxid- och kiselkarbidråvaror som syntetiseras i en elektrisk ugn av motståndstyp vid temperaturer som överstiger 2500degC, för att producera tegelstenar med högre hållfasthet jämfört med konventionella eldfasta lerstenar, är kemiskt inerta, kan motstå slaggattacker och flammerosion samt har 10 gånger högre värmeledningsförmåga än sin motsvarighet i lersten och kan till och med formas till komplexa former i våra toppmoderna tillverkningsanläggningar.
Motståndskraft mot korrosion
Kiselkarbid har visat sig ha en överlägsen korrosionsbeständighet i olika miljöer, vilket gör det till ett utmärkt materialval för applikationer som kräver exponering för kemiska miljöer. Kiselkarbidens hållbarhet och slitstyrka gör den dessutom lämplig för slipande produkter, och dess styrka har lett till att den används i andra eldfasta och keramiska applikationer.
Korrosionsbeständigheten kan förbättras genom att stärka oxynitrid- och nitridbindningarna i kiselkarbid, vilket leder till förbättrad passivering av ytan och minskad oxidationshastighet när den utsätts för vattenhaltiga kemikalier.
Enhancement-tekniken har framgångsrikt tillämpats på eldfasta tegelstenar som används som sidoväggsfodring i aluminiumreduktionsceller, med imponerande resultat för deras oxidationsbeständighet och kryolitkorrosionstester. De fick också bra resultat vid olika former av tester för både oxidation och korrosion.
Kiselkarbid står sig väl mot abrasivt och kemiskt slitage. Dessutom gör dess motståndskraft mot termisk chock det till ett utmärkt val för miljöer som kännetecknas av extrema temperaturer och stressnivåer. Dessutom gör dess högre värmeledningsförmåga den användbar i många eldfasta applikationer - den är särskilt väl lämpad för ugnsfoder och ugnskomponenter; brännarmunstycken; jet- och flamrör; termoelementskyddsrör är några av de många användningsområden som eldfasta material har idag; den används i stor utsträckning i metallraffineringsapplikationer inklusive destillationsugnar med vertikal tank, zinkpulverugnsfoder; elektrolytiska celler i aluminium; kopparsmältugnsfoder bland många andra.
Termisk konduktivitet
Den eldfasta kiselkarbidens värmeledningsförmåga gör att den kan arbeta vid höga temperaturer samtidigt som den förblir stark, samt motstå kemiska angrepp och bibehålla sin kemiska renhet vid högre temperaturer, vilket gör den till ett förstahandsval för stöd för wafertråg och paddlar i halvledarugnar, med dess låga värmeutvidgning som gör den lämplig för substrat, innerväggar i fusionsreaktorer och solkoncentratorer.
Eldfasta material av kiselkarbid fungerar bra i många miljöer, men en nackdel i tillämpningar inom processindustrin är deras oxidationsbeständighet vid temperaturer över 900oC. Oxidation uppstår när de utsätts för syre i kombination med värme; detta leder till bildandet av kristobalit; en oåterkalleligt skadlig form av kiseldioxid som kan äventyra former och orsaka inre spänningar som leder till slutbrott.
Saint-Gobain Ceramic Materials forsknings- och utvecklingsteam har skapat förbättrade nitridbundna kiselkarbid- och oxynitridbundna kiselkarbidkompositioner som ger betydligt bättre oxidationsbeständighet jämfört med standardstenar som används som ugnsinredning i masugnar och aluminiumelektrolysceller. Dessa förbättrade kiselkarbidkompositioner bidrar också till att förlänga livslängden på härdplattor, rekuperatorrör och pusherplattor samtidigt som energikostnaderna och eldningskostnaderna minskar avsevärt.
Motstånd mot termisk chock
Kiselkarbid är ett imponerande konstruktionsmaterial tack vare sin exceptionella hållfasthet vid höga temperaturer, korrosionsbeständighet och värmeledningsförmåga. Tyvärr beror dessa egenskaper i hög grad på den kemiska och fysiska miljö där stenen används; en stor nackdel är dess sårbarhet för oxidation, vilket leder till volymetrisk expansion som leder till spänningsinducerade skador i eldfasta material.
Oxidation kan avsevärt försvaga SiC:s strukturella integritet. Därför krävs det nya eldfasta kiselkarbidkompositioner som kan förhindra bildandet av kristobalit och andra kristallina faser vid höga temperaturer. Saint-Gobain Ceramic Materials har utvecklat CUMIFRAC-produkter för användning inom metallurgi, tillverkning av ugnsmöbler och avfall-till-energi-sektorer som erbjuder ökat oxidationsskydd.
Utvecklingen av dessa nya eldfasta kompositioner omfattade omfattande laboratorietester av både rå eldfast lera och gjutbara material samt exponering för olika ugnsförhållanden för att utvärdera deras förmåga att motstå oxidation. De eldfasta gjutbara materialen har utvecklats specifikt för att innehålla olika volymfraktioner av SiC-partiklar och bubblor av zirkoniumdioxid (ZrO2). Mekaniska egenskaper hos dessa material utvärderades både före och efter att de utsatts för en specialdesignad termisk chockcykel, med hjälp av mätningar av elasticitetsmodul och krosstyrka som jämförelseparametrar med förutsägelser av termiska chockindex. De mest lovande kompositionerna tillverkades sedan som tegelstenar för användning i sidoväggar i aluminiumreduktionsceller.
Swedish 
English