Aplikace
Keramika z karbidu křemíkuHrají klíčovou roli v provozu průmyslových pecí v mnoha odvětvích. Primární aplikací jsou trysky hořáků z karbidu křemíku, které se široce používají ve vysokoteplotních spalovacích systémech pro metalurgické zpracování, výrobu skla a vypalování keramiky díky své strukturální stabilitě v extrémních teplotních prostředích. Dalším klíčovým použitím jsou válečky z karbidu křemíku, které fungují jako podpůrné a dopravní komponenty v kontinuálních pecích, zejména při spékání pokročilé keramiky, elektronických součástek a přesného skla. Kromě toho se keramika SiC používá jako konstrukční komponenty, jako jsou nosníky, kolejnice a usazovací zařízení v pecích pecí, kde je dlouhodobě vystavena agresivnímu prostředí a mechanickému namáhání. Jejich integrace do výměníků tepla pro systémy rekuperace odpadního tepla dále zdůrazňuje jejich všestrannost v tepelném řízení souvisejícím s pecí. Tyto aplikace podtrhují přizpůsobivost karbidu křemíku různorodým provozním požadavkům v rámci průmyslových topných technologií.
Mezi klíčové aplikace průmyslových pecí patří:
1.Trysky hořáků z karbidu křemíku
4.Sálavá trubice z karbidu křemíku
Technické výhody
1. Výjimečná tepelná stabilita
- Bod tání: 2 730 °C (odolává prostředí s velmi vysokými teplotami)
- Odolnost proti oxidaci až do 1 600 °C na vzduchu (zabraňuje degradaci v oxidačním prostředí)
2. Vynikající tepelná vodivost
- tepelná vodivost 150 W/(m·K) při pokojové teplotě (umožňuje rychlý přenos tepla a rovnoměrné rozložení teploty)
- Snižuje spotřebu energie o 20–30 % ve srovnání s tradičními žáruvzdornými materiály.
3. Bezkonkurenční odolnost vůči tepelným šokům
- Odolává rychlým teplotním výkyvům přesahujícím 500 °C/s (ideální pro cyklické procesy ohřevu/chlazení).
- Zachovává strukturální integritu i při tepelných cyklech (zabraňuje praskání a deformaci).
4. Vysoká mechanická pevnost při zvýšených teplotách
- Zachovává si 90 % pevnosti při pokojové teplotě při 1 400 °C (kritické pro nosné komponenty pece).
- Tvrdost dle Mohse 9,5 (odolává opotřebení od abrazivních materiálů v prostředí pecí).
| Vlastnictví | Karbid křemíku (SiC) | Oxid hlinitý (Al₂O₃) | Žáruvzdorné kovy (např. slitiny na bázi niklu) | Tradiční žáruvzdorné materiály (např. šamotové cihly) |
| Max. teplota | Až 1600 °C+ | 1500 °C | 1200 °C (měkne při teplotě vyšší než 1200 °C) | 1400–1600 °C (liší se) |
| Tepelná vodivost | Vysoká (120–200 W/m·K) | Nízká (~30 W/m·K) | Střední (~15–50 W/m·K) | Velmi nízká (<2 W/m·K) |
| Odolnost proti tepelným šokům | Vynikající | Špatné až střední | Střední (pomáhá tažnost) | Špatné (trhliny při rychlém ΔT) |
| Mechanická pevnost | Zachovává si pevnost i při vysokých teplotách | Degraduje se nad 1200 °C | Oslabuje při vysokých teplotách | Nízká (křehká, porézní) |
| Odolnost proti korozi | Odolává kyselinám, zásadám, roztaveným kovům/strusce | Střední (napadeno silnými kyselinami/zásadami) | Náchylný k oxidaci/sulfidaci při vysokých teplotách | Degraduje v korozivním prostředí |
| Životnost | Dlouhá (odolná proti opotřebení/oxidaci) | Střední (trhliny způsobené tepelnými cykly) | Krátký (oxiduje/teče) | Krátké (odlupování, eroze) |
| Energetická účinnost | Vysoká (rychlý přenos tepla) | Nízká (špatná tepelná vodivost) | Střední (vodivý, ale oxiduje) | Velmi nízká (izolační) |
Případová studie z oboru
Přední hutní podnik dosáhl významného provozního zlepšení po integraci keramiky z karbidu křemíku (SiC) do svých vysokoteplotních pecních systémů. Nahrazením konvenčních komponentů z oxidu hlinitéhoTrysky hořáků z karbidu křemíku, podnik oznámil:
✅ O 40 % nižší roční náklady na údržbu díky snížené degradaci součástí v prostředí s teplotami nad 1500 °C.
✅ 20% nárůst provozuschopnosti díky odolnosti SiC vůči tepelným šokům a korozi způsobené roztavenou struskou.
✅ Soulad s normami pro hospodaření s energií ISO 50001 s využitím vysoké tepelné vodivosti SiC k optimalizaci palivové účinnosti o 15–20 %.
Čas zveřejnění: 21. března 2025