W rozległym świecie produkcji przemysłowej wiele kluczowych ogniw nie może obejść się bez wsparcia materiałów o wysokiej wydajności. Dzisiaj przedstawimy materiał, który odgrywa ważną rolę w tradycyjnych gałęziach przemysłu, takich jak piece i systemy odsiarczania –ceramika z węglika krzemu spiekana reakcyjnie.
Czym jest ceramika z węglika krzemu?
Ceramika z węglika krzemu to zaawansowany materiał ceramiczny składający się z krzemu i węgla. Nie jest to zwykła ceramika, lecz „metamateriał” o licznych, doskonałych właściwościach. Charakteryzuje się wytrzymałością na wysokie temperatury, dobrą odpornością na zużycie, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, wysoką twardością i odpornością na korozję chemiczną, co wyróżnia ją spośród wielu innych materiałów.
Ceramika z węglika krzemu spiekana reaktywnie to szczególny rodzaj ceramiki z węglika krzemu, a jej proces wytwarzania jest wyjątkowy – najpierw drobne cząstki alfa SiC i dodatków są wtłaczane w surową masę, a następnie poddawane działaniu ciekłego krzemu w wysokiej temperaturze. W tym momencie węgiel w półfabrykacie ulega niezwykłej reakcji chemicznej z infiltrowanym Si, generując β-SiC i ściśle wiążąc się z α-SiC. Jednocześnie wolny krzem wypełnia pory, ostatecznie uzyskując materiał ceramiczny o wysokiej gęstości.
Kamień węgielny w piecu
Reakcyjne spiekanie ceramiki z węglika krzemu jest niezbędnym i ważnym procesem w różnych piecach wysokotemperaturowych. Na przykład w piecach do produkcji ceramiki, takich jak piece rolkowe, tunelowe, wahadłowe itp., jest ono wykorzystywane do produkcji kluczowych elementów, takich jak tuleje dysz, rolki poprzeczne i przewody zimnego powietrza.
Tuleja dyszy płomieniowej pozwala skutecznie kontrolować równowagę temperaturową wewnątrz pieca. Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością temperaturową, odpornością na utlenianie, zużycie oraz szybkie schładzanie i nagrzewanie. Nie pęka ani nie odkształca się po długotrwałym użytkowaniu w wysokich temperaturach, zapewniając stabilną temperaturę w piecu. Jest ona niezbędna do wypalania wysokiej jakości wyrobów ceramicznych.
Rolki poprzeczne i kanały zimnego powietrza pełnią istotną rolę podparcia i wentylacji. Rolka poprzeczna charakteryzuje się dobrą stabilnością termiczną, odpornością na utlenianie oraz odpornością na pełzanie w wysokiej temperaturze. Nie ulega łatwo odkształceniom i zgięciu po długotrwałym użytkowaniu w wysokich temperaturach, zapewniając stabilność konstrukcji wewnętrznej pieca i płynny transport materiału. Kanał zimnego powietrza odpowiada za regulację przepływu gazów i rozkładu temperatury wewnątrz pieca, zapewniając jego prawidłową pracę.
Z perspektywy części niestandardowych, węglik krzemu spiekany reaktywnie ma oczywiste zalety w produkcji elementów pieców. Ze względu na niemal niezmienną wielkość przed i po spiekaniu, można go formować w dowolny kształt i rozmiar. Producenci pieców mogą dostosowywać różne kształty i specyfikacje elementów do różnych konstrukcji pieców i potrzeb produkcyjnych, spełniając wymagania produkcyjne dla produktów wielkogabarytowych i o złożonych kształtach, co jest trudne do osiągnięcia w przypadku innych materiałów.
Solidna linia obronna systemu odsiarczania
W dziedzinie ochrony środowiska, takiej jak odsiarczanie w elektrowniach, ceramika z węglika krzemu spiekanego metodą reakcyjną również odgrywa kluczową rolę, czego dowodem są kluczowe elementy dysz odsiarczających. Spaliny emitowane z elektrowni zawierają dużą ilość zanieczyszczeń, takich jak dwutlenek siarki, a dysze odsiarczające są ważnymi narzędziami do usuwania tych zanieczyszczeń.
Dysza odsiarczająca z węglika krzemu spiekanego metodą reaktywną charakteryzuje się doskonałymi właściwościami, takimi jak wysoka wytrzymałość, wysoka twardość, wysoka odporność na korozję, zużycie i wysoka odporność na temperaturę. Charakteryzuje się wyjątkową żywotnością w trudnych warunkach, nieporównywalną z tradycyjnymi materiałami. Do powszechnie stosowanych dysz odsiarczających należą dysze spiralne i wirowe, które różnią się konstrukcją i zasadami działania, ale umożliwiają skuteczne rozpylanie odsiarczacza i pełny kontakt z gazami spalinowymi, zapewniając tym samym wysoką skuteczność odsiarczania.
Dzięki unikalnej konstrukcji, spiralna dysza sprawia, że ciecz w warstwie zewnętrznej uderza w spiralną powierzchnię dyszy pod określonym kątem, zmieniając kierunek rozpylania i opuszczając dyszę, tworząc jednolite, stożkowe pole mgły, które może zapewnić różne kąty rozpylania, zachowując jednocześnie wysoką wydajność absorpcji przy najniższym ciśnieniu. Dysza wirowa umożliwia wlot zawiesiny do komory wirowej dyszy z kierunku stycznego, a następnie jej wyrzucenie przez otwór pod kątem prostym do wlotu. Strumień jest drobny i równomierny, a kanał wirowy jest szeroki, co utrudnia jego zablokowanie.
W przypadku niestandardowych części układów odsiarczania, węglik krzemu spiekany reakcyjnie umożliwia dostosowanie najbardziej odpowiedniego kształtu, rozmiaru i charakterystyki rozpylania do różnych procesów odsiarczania, natężenia przepływu spalin, stężeń i innych parametrów, zapewniając wydajną i stabilną pracę układu odsiarczania oraz spełniając coraz bardziej rygorystyczne wymogi środowiskowe.
Ceramika z węglika krzemu spiekana metodą reaktywną odgrywa niezastąpioną rolę w tradycyjnych dziedzinach przemysłu, takich jak piece i systemy odsiarczania, ze względu na swoje unikalne właściwości i możliwości dostosowania do indywidualnych potrzeb. Stanowi solidną gwarancję wydajnego, stabilnego i przyjaznego dla środowiska funkcjonowania produkcji przemysłowej oraz stanowi silny impuls dla modernizacji technologicznej i rozwoju tradycyjnych gałęzi przemysłu.
Czas publikacji: 07-06-2025