Processus
La buse de brûleur en carbure de silicium est l'équipement de four à feu idéal qui peut être utilisé dans les domaines de la céramique, de la chimie, du verre et de la métallurgie pour l'utilisation du gaz naturel, du gaz liquéfié et du carburant diesel. Il a les caractéristiques de haute résistance, pas de laitier, pas de fissuration, longue durée de vie et remplacement pratique, etc. Il convient également au four à rouleaux, au four tunnel et au four navette, qui peuvent contrôler efficacement l'équilibre de la température dans le four.
Il est composé de céramique de carbure de silicium à frittage réactif UDC SISIC, qui présente les propriétés de haute résistance, de dureté élevée, de bonne résistance à l'usure et de résistance à la corrosion. Il peut résister aux chocs thermiques, aux hautes températures et aux hautes pressions. Il est largement appliqué dans des types d'équipements de four tels que la buse de brûleur, la buse de désulfuration, le sagger, le creuset, le tuyau de rayonnement, la tuyauterie de protection de thermocouple, le tuyau de refroidissement, la plaque, l'étanchéité, le faisceau, les pièces de forme spéciale, la buse de soufflage, etc.
Le SISIC est un matériau dense contenant du SiC, une phase SiC d'oxynitrure mixte et des phases secondaires d'oxyde (comme l'oxyde d'aluminium). Il est fritté à 2 000 degrés C dans une atmosphère inerte avec des additifs de frittage tels que Al2O3-Y2O3. Ce processus est sans pression et n'implique aucune pression externe.
Après la formation, une fine couche de silicium métallique se forme sur la surface, ce qui donne un matériau dense avec une excellente résistance et ténacité à la rupture. Ce matériau peut être nitruré à 1 400 °C, ce qui transforme le silicium métallique initial en une forme nitrurée de carbure de silicium (nitrure de SiC).
Le processus de nitruration est sans retrait et peut être appliqué à n'importe quelle taille de SSIC. En plus des versions à grains fins avec des tailles de grains de 5 µm, des versions à gros grains avec des tailles de grains allant jusqu'à 1,5 mm sont également disponibles.
Ce matériau dense est très prisé pour la fabrication de supports de four tels que poutres, rouleaux et supports, ainsi que pour diverses pièces de brûleurs à combustion directe et indirecte. Sa haute résistance à la flexion le rend particulièrement adapté à des applications telles que les fours, les grandes chaudières et autres machines.
Le processus de formage implique l'infiltration de silicium liquide dans une préforme de matrice SiC poreuse, qui contient du carbone libre. Cette technique permet de réaliser des formes complexes sans aucun retrait et avec des détails très fins. Il est souvent utilisé pour les éléments en céramique façonnés et combine les avantages du moulage par injection de poudre avec le processus de frittage.
La structure
Le carbure de silicium (SiC) est un matériau extrêmement durable et polyvalent réputé pour son inertie chimique, sa résistance à la corrosion ainsi que ses propriétés thermiques. De plus, le SiC possède une large bande interdite qui le rend adapté aux applications électroniques et optiques des semi-conducteurs comme les capteurs de rayonnement, l'optoélectronique et les dispositifs biomédicaux.
Le SiC est composé de couches, chaque atome se liant à quatre types opposés dans une configuration de liaison tétraédrique. Cette structure cristalline peut être décomposée en plusieurs polytypes, chacun ayant sa propre structure cristalline distincte et sa propre séquence d'empilement. Cette disposition particulière confère au SiC ses propriétés remarquables.
Ces propriétés comprennent une dureté extrême, une résistance supérieure à l'usure et à la corrosion, une excellente conductivité thermique, un faible coefficient de dilatation thermique et une large bande interdite. Ces attributs ont trouvé des applications dans une gamme d'industries telles que les abrasifs et les matériaux de polissage aux semi-conducteurs et aux diodes Schottky.
L'une des propriétés les plus remarquables du SiC est sa capacité de sublimation : lorsqu'il est suffisamment chauffé, il se transforme d'un solide en vapeur au lieu de fondre. Cette propriété permet au SiC d'être utilisé comme capteur de gaz à très haute température.
La sublimation se produit en raison d'une réaction chimique entre les atomes d'oxygène du SiC et les atomes d'azote de l'argon. Ces liaisons atomiques provoquent la décomposition du carbure de silicium en silice amorphe, libérant à la fois des atomes d'oxygène et d'azote.
De plus, la silice amorphe réagit avec l'air pour former des oxydes tels que le dioxyde de soufre et le dioxyde de carbone, qui sont ensuite expulsés par les émissions de gaz de combustion.
Au cours de ce processus, les molécules d'oxygène et d'azote sont remplacées par des atomes d'hydrogène et de carbone, créant une vapeur riche en hydrogène qui peut ensuite être brûlée comme combustible.
Ce processus fait partie intégrante de la production de produits en carbure de silicium, et son succès assure le succès de toute entreprise de ce type.
Caractéristiques
Lorsqu'elles sont appliquées dans les processus de chauffage industriels, les buses de brûleur en carbure de silicium sont souvent considérées comme des éléments essentiels. Non seulement il doit posséder une excellente conductivité thermique et la capacité d'un transfert de chaleur rapide, mais son efficacité accrue réduit la consommation de combustible pour chauffer les fours ou les fours.
De plus, il doit être résistant aux fumées toxiques créées par la combustion de pétrole, de gaz ou d'autres combustibles liquides. Ces fumées peuvent corroder le revêtement d'un four, réduisant considérablement sa durée de vie.
En passant à un tube en carbure de silicium au lieu de la buse standard pour votre four ou votre four, vous pouvez améliorer son efficacité énergétique et économiser de l'argent sur les coûts de carburant. Le tube renferme une grande partie de la flamme, ce qui réduit les points chauds radiants à l'intérieur, tout en générant des vitesses plus élevées à partir des flammes à l'intérieur du four pour un mélange uniforme des gaz à l'intérieur et des transferts d'énergie plus rapides du combustible au produit.
Ces avantages sont particulièrement cruciaux dans la cuisson de la céramique sanitaire et quotidienne ainsi que de la porcelaine électrique, où la chaleur rayonnante directe peut être dévastatrice à la fois pour le produit et le support du four. Ainsi, le positionnement optimal de la buse de brûleur à l'intérieur d'un four ou d'un four est une considération essentielle.
Le carbure de silicium lié par réaction (SISiC) est un matériau idéal pour la fabrication de buses et de tubes de four en raison de sa résistance supérieure à haute température, de sa résistance à l'oxydation et de sa résistance aux chocs thermiques.
Ce matériau a de nombreuses applications, des abrasifs en vrac pour le rodage aux mélanges utilisés dans les compositions céramiques à haute température.
Le matériau peut être moulé dans une variété de formes grâce à des procédés mécaniques, chimiques et de traitement thermique. Les formes courantes comprennent les tiges, les disques, les plaques, les tuyaux et les brides.
Ces formes peuvent être utilisées comme outils de pulvérisation dans une variété de types de fours, y compris les fours à tunnel, les fours à bordure et les fours à rouleaux. De plus, ils ont la capacité de fonctionner dans des fours industriels qui utilisent des systèmes de chauffage indirect à feu ouvert ou à tube de rayonnement.
Applications
Le carbure de silicium est un matériau intrigant avec de nombreuses applications. Il trouve une utilisation dans les semi-conducteurs et comme abrasif. De plus, ce minéral conduit bien l'électricité (et la chaleur !) tout en résistant à la corrosion des sels fondus et des acides.
Le SiC est largement utilisé comme buse dans les fours industriels et les fours en raison de sa résistance et de sa résistance aux hautes températures. De plus, le SiC présente une excellente résistance à l'oxydation, un faible coefficient de dilatation thermique et une inertie chimique.
Dans tout processus de chauffage industriel, la régulation de la température est de la plus haute importance. Que le combustible utilisé soit du gaz naturel, du GPL ou du mazout, l'emplacement du brûleur peut être un point chaud potentiel dans le four qui pourrait provoquer une surchauffe et endommager les produits ainsi que les meubles à l'intérieur.
IPS Ceramics peut fournir la plupart des tailles de tubes en carbure de silicium lié par réaction (SISiC) ou en carbure de silicium infiltré de silicium (SiSIC) pour s'adapter à vos brûleurs de four existants et offrir une meilleure uniformité de température. Le tube aide à éliminer les points chauds radiants tout en augmentant les vitesses d'échappement pour un meilleur mélange dans le four et un transfert d'énergie rapide.
Les buses de brûleur en carbure de silicium sont fabriquées à partir de matériaux liés à l'oxyde, à la mullite, au nitrure et à la réaction qui offrent une excellente résistance à l'oxydation tout en offrant une masse inférieure à celle des aciers alliés traditionnels. Ils sont disponibles en configurations rondes ou à fentes pour les applications de brûleur à grande vitesse.
Ces matériaux sont très durables et possèdent d'excellentes propriétés de transfert de chaleur, ce qui les rend parfaits pour le chauffage direct du métal en fusion. De plus, ces buses de brûleur peuvent être adaptées pour s'adapter à une variété d'utilisations industrielles dans différentes formes pour répondre à des exigences spécifiques.
La buse de brûleur en carbure de silicium peut considérablement améliorer les performances et la fiabilité de votre four ou de votre four, tout en offrant une meilleure uniformité de température. Une buse de brûleur bien conçue minimisera la chaleur rayonnante et empêchera les points chauds dans la chambre - qui sont dangereux pour les produits et les meubles à l'intérieur.
IPS Ceramics propose une sélection complète de buses de brûleur, en étroite collaboration avec votre équipe d'ingénieurs pour s'assurer que celle que vous sélectionnez correspond à la conception de votre four ou de votre four. Nos buses sont disponibles en différents diamètres pour s'adapter à différents profils de flamme et réduire le risque de surchauffe tout en assurant une gestion précise de la chaleur dans les fours industriels.
