Introdução
Os tijolos de silício de nitreto de silício (Si₃n₄-SiC) são materiais refratários avançados compostos principalmente de areia de carboneto de silício com nitreto de silício como fase de ligação. Como o SIC e o Si₃n₄ são compostos covalentes, a sinterização é desafiadora, portanto, a produção industrial normalmente emprega sinterização da reação. Usando o SiC como agregado, é adicionado pó de silício metálico e uma gradação de partículas razoável, sistema de mistura e processo de moldagem são selecionados. Após a secagem, os corpos verdes são sinterizados em equipamentos especializados sob uma atmosfera de nitrogênio. Durante o disparo, a matriz Si₃n₄ (fase de ligação) forma cristais cinza-branco que ligam efetivamente as partículas SiC (agregadas) em uma estrutura de rede espacial, dotando os tijolos com propriedades únicas incomparáveis por outros refratários.
Vantagem
Alta dureza e resistência ao desgaste
A dureza extrema inerente do carboneto de silício, juntamente com a resistência e a força da fase de ligação de nitreto de silício, transmite excepcional resistência ao desgaste a esses tijolos. Sob condições de operação graves, incluindo altas temperaturas, pressões e forças de atrito, suas superfícies permanecem suaves e intactas por períodos prolongados, minimizando as falhas de perda de material e falhas de equipamentos causadas por abrasão.
Em aplicações metalúrgicas, como fornos de explosão e fornos quentes, essa propriedade permite resistência efetiva ao impacto e atrito dos materiais de carregamento, estendendo significativamente a vida útil do serviço de equipamentos.
Alta condutividade térmica
Tanto o carboneto de silício quanto o nitreto de silício exibem alta condutividade térmica, permitindo que os tijolos de carboneto de silício ligado ao nitreto de silício para transferir o calor rapidamente. Essa propriedade mitiga efetivamente o estresse térmico em equipamentos de alta temperatura e melhora a estabilidade térmica. Em aplicações como fornos de cerâmica e fornos de derretimento de vidro-onde a transferência rápida de calor e o aquecimento uniforme são críticos-os tijolos facilitam a troca de calor eficientes, melhoram a utilização de energia e garantem temperaturas consistentes na invasão, aumentando assim a qualidade do produto.
Boa resistência ao choque térmico
Os tijolos de carboneto de silício com nitreto de silício exibem um baixo coeficiente de expansão térmica, e os tampões de fase de nitreto de silício estresse térmico a altas temperaturas, transmitindo excelente resistência ao choque térmico. Mesmo sob flutuações frequentes de temperatura e choques térmicos, eles mantêm a integridade estrutural, resistindo a rachaduras e espalhamentos. Em equipamentos térmicos, como fornos rotativos de cimento e incineradores de resíduos, esses tijolos suportam variações extremas de temperatura, garantindo operação contínua e reduzindo a frequência de manutenção.
Alta estabilidade química
Esses tijolos exibem forte resistência a ácidos, álcalis e outros produtos químicos, mantendo o desempenho estável em vários ambientes quimicamente corrosivos. Em equipamentos químicos e da indústria de energia, como chaminés e torres de dessulfurização, elas efetivamente resistem à erosão de gases ácidos e soluções alcalinas, aprimorando a resistência à corrosão do equipamento e a vida útil do serviço. Além disso, eles resistem às reações químicas com metais, escórias e outras substâncias a altas temperaturas, garantindo estabilidade química consistente.
Alta resistência
Os tijolos de carboneto de silício com nitreto de silício exibem alta resistência à compressão nas temperaturas da sala e elevadas. À temperatura ambiente, sua força excede 100 MPa e mantém alta resistência em ambientes de alta temperatura. Isso lhes permite suportar pressão e cargas significativas. Nas indústrias de materiais metalúrgicos e de construção, quando usados para componentes de alta temperatura, como o fundo do forno e as lareiras, eles suportam de forma estável o peso dos materiais de carregamento superior, garantindo a operação de equipamentos seguros.
Zinfon Refratário Technology Co., Ltd.
Fornecemos serviços únicos, desde consulta técnica a suporte, produção e suporte pós-venda.
Matérias-primas
Carboneto de silício (sic), silício em pó (SI)
Especificações físicas e químicas
|
Aparentemente porosidade |
% |
<17 |
|
Densidade a granel |
g\/cm3 |
>2.6 |
|
Força de esmagamento frio |
MPA |
>150 |
|
Módulos de ruptura |
(1400 graus) MPA |
43 |
|
Sic |
% |
72 |
|
Si3N4 |
% |
21 |
|
Fe2o3 |
% |
1.5 |
processo
Processamento de matéria -prima
Carboneto de silício: triagem e classificação para obter distribuições especificadas de tamanho de partícula.
Silício em pó: remoção de impurezas e refinamento por meio de processos químicos ou de moagem.
Aditivos e agentes de ligação: preparação de ligantes (por exemplo, argila, resinas) e aditivos (por exemplo, antioxidantes).
Mistura
Dosagem e homogeneização: mistura precisa das matérias -primas para garantir composição uniforme.
Moldagem
Seleção de métodos: dependendo da geometria de tijolos (por exemplo, prensagem, prensagem isostática, extrusão).
Preparação do molde: Limpeza e lubrificação de moldes para facilitar a demolição.
Operação de formação: compactação da mistura nas formas desejadas sob pressão controlada.
Secagem
Remoção de umidade: secagem seqüencial via secagem natural de ar, seguida de secagem térmica para menor ou igual a 0. Conteúdo de umidade de 5%.
Disparo
Carregamento do forno: arranjo de corpos verdes com espaçamento adequado para garantir a distribuição uniforme de calor.
Sintarração de nitretação: ligação de reação em uma atmosfera de nitrogênio a 1400 a 1500 graus para formar a fase de ligação Si₃n₄.
Resfriamento controlado: resfriamento gradual para evitar rachaduras na tensão térmica.
Aplicações
Os tijolos de carboneto de silício com nitreto de silício têm uma ampla gama de aplicações em vários setores. A seguir, alguns exemplos de aplicativos:
Os bicos de carboneto de silício ligado a nitreto de silício (Si₃n₄-SiC) são amplamente utilizados em projetos de proteção ambiental para tratamento de gás de combustão. Esses bicos oferecem dimensões precisas, resistência à corrosão, resistência à erosão, excelente desempenho de atomização e vida útil prolongada. A demanda global por bicos de Si₃n₄-SiC em aplicativos de dessulfurização e desnitrificação está aumentando anualmente.
Fornos de nitrogênio de fertilizantes, vaporizadores de óleo, fornos de dessulfurização
Os revestimentos nessas unidades utilizam produtos Si₃n₄-SIC para suportar a corrosão química de vários meios de processo. Sua alta resistência ao ataque químico garante a confiabilidade do equipamento e estende a vida operacional.
Fornos de cerâmica
Os produtos de carboneto de silício ligado a nitreto de silício (Si₃n₄-SiC) são usados em componentes de forno cerâmica, incluindo separadores de chama, móveis de forno (andaimes, colunas, rolos, suportes, vigas, queimadores de setter, saggers), placas em forma de peixe e queimadores de alta tendência. Aproveitando sua força de alta temperatura, resistência ao choque térmico, resistência a oxidação e condutividade térmica, esses materiais permitem:
Redução de peso: os móveis mais claros do forno reduzem o consumo de energia.
Eficiência aprimorada: transferência de calor mais rápida e aquecimento uniforme aumentam a qualidade e o rendimento do produto.
Vida por vida útil: a resistência à ciclagem térmica e a oxidação prolonga a vida útil do componente do forno.
Fornos de recozimento de vidro e fornos de disparo de esmalte
Os revestimentos nesses fornos utilizam materiais de carboneto de silício ligado a nitreto de silício (Si₃n₄-SiC) devido à sua excepcional estabilidade de alta temperatura, resistência a oxidação e resistência ao choque térmico. Essas propriedades permitem que os revestimentos suportem temperaturas extremas e ciclagem térmica dentro dos fornos, garantindo operação contínua e prolongando a vida útil do serviço.
Fornos de zinco
Nas respostas verticais de zinco, as paredes externas são expostas a chamas de 1300 a 1340 graus, enquanto as superfícies internas entram em contato com o vapor de zinco e a escória até 1200 graus.
Alta condutividade térmica: reduz os gradientes de temperatura na zona de alta temperatura em ~ 30 graus, melhorando a eficiência energética.
Resistência à erosão: Após 20 meses de serviço, a espessura residual nas zonas mais quentes excede os tijolos SiC de argila em 40 a 50 mm.
Outras aplicações não ferrosas de metalurgia
Fornos de refino de alumínio: forro
Retorts de destilação de zinco: forros e bandejas
Manuseio de metal fundido: rotores de desgaseificação, oleodutos, bombas de sucção, filtros, cadinhos
Componentes de processo: Tubos de proteção de termopar para medição de temperatura de fusão AL-ZN, lavanderias de cerâmica para fundição de alumínio
Esses aplicativos aproveitam suas principais propriedades:
Resistência à erosão do metal fundido
Alta resistência a temperaturas elevadas
Oxidação e resistência ao choque térmico
Resistência a corrosão química contra criolitos e outros eletrólitos
Alta condutividade térmica para transferência de calor eficiente
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Preço da fábrica
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Baixos custos de matéria -prima
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