Klíčová role zeleného karbidu křemíku v žáruvzdorných materiálech
Zelený karbid křemíku, název zní drsně. V podstatě se jedná o druhkarbid křemíku (SiC), který se taví při teplotě více než 2000 stupňů v odporové peci se surovinami, jako je křemenný písek a ropný koks. Liší se od běžnéhočerný karbid křemíku, má přesnou kontrolu procesu v pozdější fázi tavení, s velmi malým obsahem nečistot a vysokou krystalickou čistotou, takže se vyznačuje jedinečnou zelenou nebo tmavě zelenou barvou. Tato „čistota“ mu dává téměř extrémní tvrdost (tvrdost podle Mohse je až 9,2–9,3, druhá hned po diamantu a karbidu boru) a mimořádně vynikající tepelnou vodivost a odolnost vůči vysokým teplotám. V oblasti žáruvzdorných materiálů je to „tvrdá kost“, která odolává, bojuje, zahřívá se a vyrábí.
Jak tedy může tento zelený prášek ukázat svou sílu v drsném světě žáruvzdorných materiálů a stát se nepostradatelným „klíčovým mužem“?
Zlepšení pevnosti a odlévání vysokoteplotních „ocelových kostí“: Žáruvzdorné materiály se nejvíce bojí, že „nebudou schopny odolat“ vysokým teplotám, změknou a zhroutí se.Zelený mikroprášek karbidu křemíkumá extrémně vysokou tvrdost a vynikající pevnost za vysokých teplot. Jeho přidání do různých žáruvzdorných slitin, dusacích materiálů nebo cihel je jako přidání vysokopevnostní ocelové sítě do betonu. Může vytvořit pevnou nosnou kostru v matrici, která výrazně odolává deformaci a změknutí materiálu při zatížení vysokou teplotou. Slitiny litinového kanálu vysoké pece velké ocelárny dříve používaly běžné materiály, které rychle erodovaly, průtok železa nebylo možné zvýšit a častá údržba zpožďovala výrobu. Později došlo k technickým průlomům a podíl...zelený mikroprášek karbidu křemíku se výrazně zvýšila. „Hej, to je úžasné!“ Vedoucí dílny později vzpomínal: „Když byl přidán nový materiál, roztavené železo protékalo, strana kanálu byla evidentně ‚ohlodána‘, průtok železa se obrátil vzhůru nohama a počet údržbových cyklů se snížil o více než polovinu a úspory byly skutečné peníze!“ Tato odolnost je základem pro dlouhou životnost vysokoteplotního zařízení.
Zlepšete vedení tepla a nainstalujte na materiál „chladič“: Čím lépe je žáruvzdorný materiál tepelně izolační, tím lépe! V místech, jako jsou dvířka koksovacích pecí a boční stěny hliníkových elektrolyzérů, musí samotný materiál rychle vést vnitřní teplo, aby se zabránilo příliš vysoké lokální teplotě a poškození. Tepelná vodivost mikroprášku zeleného karbidu křemíku je mezi nekovovými materiály rozhodně „vynikajícím studentem“ (koeficient tepelné vodivosti při pokojové teplotě může dosáhnout více než 125 W/m·K, což je desítkykrát více než u běžných hliněných cihel). Jeho přidání do žáruvzdorného materiálu v určité části je jako zabudování účinné „tepelné trubice“ do materiálu, která může výrazně zlepšit celkovou tepelnou vodivost, pomoci s rychlým a rovnoměrným rozptylem tepla a zabránit lokálnímu přehřátí a odlupování nebo poškození způsobenému „pálením žáhy“.
Zvyšte odolnost vůči tepelným šokům a rozvíjejte schopnost „zachovat klid tváří v tvář změnám“: Jedním z nejproblematičtějších „zabijáků“ žáruvzdorných materiálů je rychlé chlazení a ohřev. Pec se zapíná a vypíná, teplota prudce kolísá a běžné materiály snadno „explodují“ a odlupují se.Zelený karbid křemíkuMikroprášek má relativně malý koeficient tepelné roztažnosti a rychlou tepelnou vodivost, což dokáže rychle vyrovnat napětí způsobené teplotním rozdílem. Jeho zavedení do žáruvzdorného systému může výrazně zlepšit schopnost materiálu odolávat náhlým změnám teploty, tj. „odolnost vůči tepelným šokům“. Litinový odlitek v ústí pece rotační cementářské pece je vystaven nejnáročnějším studeným a horkým šokům a jeho krátká životnost byla dlouhodobým problémem. Zkušený konstruktér pecí mi řekl: „Od doby, kdy se používají vysokopevnostní odlitky se zeleným mikropráškem karbidu křemíku jako hlavním kamenivem a práškem, je účinek okamžitý. Když při zastavení pece kvůli údržbě fouká studený vítr, ostatní části praskají, ale tento materiál v ústí pece je pevný a stabilní a povrchových trhlin je méně. Po cyklu se ztráty viditelně sníží, což šetří mnoho oprav!“ Tento „klid“ slouží k řešení vzestupů a pádů ve výrobě.
Protožezelený mikroprášek karbidu křemíku Díky kombinaci vysoké pevnosti, vysoké tepelné vodivosti, vynikající odolnosti proti tepelným šokům a silné odolnosti proti erozi se stal „spřízněnou duší“ při výrobě moderních vysoce výkonných žáruvzdorných materiálů. Od vysokých pecí, konvertorů, litinových příkopů a torpédových nádrží v železářství a ocelářství až po elektrolytické články v neželezné metalurgii; od klíčových částí cementářských a sklářských pecí v průmyslu stavebních materiálů až po vysoce korozivní pece v oblastech chemického průmyslu, elektřiny a spalování odpadu, a dokonce i odlévacích kelímků a ocelových cihel pro odlévání… Všude, kde je vysoká teplota, opotřebení, náhlé změny a eroze, je tento zelený mikroprášek aktivní. Je tiše zabudován do každé žáruvzdorné cihly a každého čtverce slévárenského materiálu a poskytuje tak solidní ochranu pro „srdce“ průmyslu – vysokoteplotní pece.
Samotné „pěstování“ zeleného mikroprášku karbidu křemíku samozřejmě není snadné. Od výběru surovin, přesné kontroly procesu tavení v odporové peci (pro zajištění čistoty a zelenosti), přes drcení, mletí, moření a odstraňování nečistot, přesnou hydraulickou nebo proudící klasifikaci až po striktní balení podle distribuce velikosti částic (od několika mikronů do stovek mikronů), každý krok souvisí se stabilním výkonem konečného produktu. Zejména čistota, distribuce velikosti částic a tvar částic mikroprášku přímo ovlivňují jeho dispergovatelnost a účinek v žáruvzdorných materiálech. Lze říci, že vysoce kvalitní zelený mikroprášek karbidu křemíku je sám o sobě výsledkem kombinace technologie a řemeslného zpracování.