Көптеген өнеркәсіптік өндіріс сценарийлерінде жоғары температуралы орта жиі кездеседі, бірақ өте қиын. Болат балқыту кезіндегі жалын, шыны өндірісіндегі жоғары температуралы пештер немесе химиялық өндірістегі жоғары температуралы реакторлар болсын, материалдардың жоғары температураға төзімділігіне қатаң талаптар қойылады. Бұл жоғары температуралы өрістерде маңызды рөл атқаратын және оны елемеуге болмайтын материал бар, ол...кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары.
Химиялық құрамы тұрғысынан кремний карбиді екі элементтен тұратын қосылыс: кремний (Si) және көміртек (C). Атауында «кремний» сөзі болғанына қарамастан, оның сыртқы түрі күнделікті өмірімізде кездесетін кремний материалдарынан өте ерекшеленеді. Кремний карбиді әдетте қара немесе жасыл кристалдар түрінде, қатты құрылымды және жоғары қаттылықта болады. Әйнекті тырнау үшін қолданылған кезде, ол әйнекте оңай із қалдырады, дәл кішкентай пышақпен сары майды кескендей.
Кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктарының жоғары температуралы ортада ерекшеленуінің себебі олардың бірқатар тамаша қасиеттеріне байланысты. Біріншіден, ол өте жоғары температураға төзімділікке ие, балқу температурасы өте жоғары, бұл оның жалпы жоғары температуралы өнеркәсіптік ортада тұрақты болып қала алатынын және оңай жұмсармайтынын, деформацияланбайтынын немесе балқымайтынын білдіреді. Болат балқыту пешінің ішіндегі температура күрт көтерілген кезде, басқа материалдар «жүкті көтере» бастаған болуы мүмкін, бірақ кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары «қозғалмай» тұрып, пеш корпусын қорғау және өндірісті сақтау жауапкершілігін тұрақты түрде мойнына ала алады.
Кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктарының химиялық тұрақтылығы да өте жақсы. Ол әртүрлі химиялық орталарға жақсы төзімділікке ие және күшті коррозиялық қышқылдардың немесе сілтілі заттардың оған зақым келтіруі қиын. Химиялық өндірісте әртүрлі коррозиялық химиялық заттар жиі кездеседі. Реакциялық жабдықтың астары ретінде кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктарын пайдалану жабдықтың коррозияға ұшырауының алдын алуға, жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартуға және өндіріс шығындарын азайтуға мүмкіндік береді.
Жоғарыда аталған қасиеттерден басқа, кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары жақсы тозуға төзімділік пен жоғары беріктікке ие. Циклон сепараторлары және цемент зауыттарындағы күйдіру пештері сияқты материал эрозиясына ұшыраған кейбір жоғары температуралы орталарда кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары тозуға төзімді қасиеттеріне байланысты материал үйкелісінен болатын шығындарды азайта алады, бұл жабдықтың қалыпты жұмысын қамтамасыз етеді. Оның жоғары беріктігі оған белгілі бір қысым мен соққы күштеріне төтеп беруге, күрделі өнеркәсіптік ортада құрылымдық тұтастықты сақтауға мүмкіндік береді.
Кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары өнеркәсіп саласында кеңінен қолданылады. Болат өнеркәсібінде ол домна пештері мен ыстық домна пештері сияқты жабдықтарда кеңінен қолданылады. Домна пешінің ішінде жоғары температурада балқытылған темір мен шлак қаптама материалдарына өте жоғары талаптар қояды. Кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары жоғары температураға төзімділігі мен эрозияға төзімділігімен қаптама материалдары үшін тамаша таңдауға айналды, домна пешінің қызмет ету мерзімін тиімді түрде ұзартады және болат өндірісінің тиімділігі мен сапасын жақсартады. Ыстық домна пешінде кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары жылуды тиімді сақтай және шығара алатын, домна пеші үшін жоғары температуралы ыстық ауаны қамтамасыз ететін және энергияны пайдалану тиімділігін арттыратын жылу сақтаушы денелер ретінде қызмет етеді.
Түсті металл балқыту өнеркәсібінде, мысалы, алюминий, мыс және басқа металдарды балқыту процесінде кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары да өте қажет. Бұл металдардың балқу температурасы салыстырмалы түрде жоғары, ал балқыту процесінде әртүрлі коррозиялық газдар мен қождар пайда болады. Кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары мұндай қатал ортаға жақсы бейімделе алады, пеш жабдықтарын қорғайды және түсті металдардың тегіс балқытылуын қамтамасыз етеді.
Кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары керамика және шыны өнеркәсібінде де маңызды қолданысқа ие. Керамикалық күйдіруді жоғары температуралы пештерде жүргізу қажет. Сарай тақталары, қораптар және т.б. сияқты ыстыққа төзімді кремний карбидті блоктардан жасалған пештер жоғары температураға төтеп беріп қана қоймай, сонымен қатар күйдіру процесінде керамикалық өнімдердің тұрақтылығы мен біркелкілігін қамтамасыз етеді, бұл керамикалық өнімдердің сапасын жақсартуға көмектеседі. Шыны балқыту пештерінде кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары қаптау және жылу сақтау камералары үшін қолданылады, олар шыны сұйықтықтың жоғары температуралық эрозиясына және шайылуына төтеп бере алады, сонымен бірге пештің жылу тиімділігін арттырады және энергия шығынын азайтады.
Технологияның үздіксіз дамуымен және өнеркәсіптің тұрақты дамуымен кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктарын қолдану перспективалары одан да кеңейеді. Бір жағынан, зерттеушілер кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктарының өнімділігін одан әрі арттыру және өндіріс шығындарын азайту үшін жаңа дайындау процестері мен технологияларын үнемі зерттеп отырады. Мысалы, жаңа күйдіру процесін қабылдау арқылы кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктарының тығыздығы мен құрылымын арттыруға болады, осылайша олардың жалпы өнімділігін жақсартуға болады. Екінші жағынан, жаңа энергетика және аэроғарыш сияқты дамып келе жатқан салалардың тез өсуімен жоғары температураға төзімді материалдарға деген сұраныс та артып келеді, ал кремний карбидінің ыстыққа төзімді блоктары бұл салаларда үлкен рөл атқарады деп күтілуде.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 2 қыркүйек