Prozess
Die Siliziumkarbid-Brennerdüse ist die ideale Feuerofenausrüstung, die in den Bereichen Keramik, Chemie, Glas und Metallurgie für die Verwendung von Erdgas, Flüssiggas und Dieselkraftstoff eingesetzt werden kann. Es zeichnet sich durch hohe Festigkeit, keine Schlacke, keine Risse, eine lange Lebensdauer und einen bequemen Austausch usw. aus. Es eignet sich auch für Rollenöfen, Tunnelöfen und Herdwagenöfen, die das Temperaturgleichgewicht im Ofen effektiv steuern können.
Es besteht aus UDC-reaktiv gebundener Sinter-Siliziumkarbid-Keramik SISIC, die die Eigenschaften hoher Festigkeit, hoher Härte, guter Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist. Es hält Temperaturschocks, hohen Temperaturen und hohem Druck stand. Es wird häufig in Ofenausrüstungen wie Brennerdüsen, Entschwefelungsdüsen, Behältern, Tiegeln, Strahlungsrohren, Thermoelement-Schutzrohren, Kühlrohren, Platten, Dichtungen, Balken, speziell geformten Teilen, Strahldüsen usw. eingesetzt.
SISIC ist ein dichtes Material, das SiC, gemischte Oxynitrid-SiC-Phase und Oxid-Sekundärphasen (wie Aluminiumoxid) enthält. Es wird bei 2.000 °C in einer inerten Atmosphäre mit Sinterzusätzen wie Al2O3-Y2O3 gesintert. Dieser Vorgang ist drucklos und erfordert keinen äußeren Druck.
Nach der Umformung bildet sich auf der Oberfläche eine dünne Schicht aus metallischem Silizium, wodurch ein dichtes Material mit ausgezeichneter Festigkeit und Bruchzähigkeit entsteht. Dieses Material kann bei 1.400 °C nitriert werden, wodurch das ursprüngliche metallische Silizium in eine nitrierte Form von Siliziumkarbid (SiC-Nitrid) umgewandelt wird.
Der Nitrierprozess ist schrumpfungsfrei und kann auf jede SSIC-Größe angewendet werden. Neben feinkörnigen Ausführungen mit Körnungen von 5 µm sind auch grobkörnige Ausführungen mit Körnungen bis 1,5 mm erhältlich.
Dieses dichte Material wird sehr gerne für die Herstellung von Brennhilfsmitteln wie Balken, Rollen und Stützen sowie für verschiedene Brennerteile für die direkte und indirekte Verbrennung verwendet. Aufgrund seiner hohen Biegefestigkeit eignet es sich besonders für Anwendungen wie Öfen, große Kessel und andere Maschinen.
Der Formgebungsprozess beinhaltet die Infiltration von flüssigem Silizium in eine Vorform aus poröser SiC-Matrix, die freien Kohlenstoff enthält. Diese Technik ermöglicht die Herstellung komplexer Formen ohne Schrumpfung und mit sehr feinen Details. Es wird häufig für geformte Keramikelemente verwendet und vereint die Vorteile des Pulverspritzgusses mit dem Sinterverfahren.
Struktur
Siliziumkarbid (SiC) ist ein äußerst langlebiges und vielseitiges Material, das für seine chemische Inertheit, Korrosionsbeständigkeit und thermischen Eigenschaften bekannt ist. Darüber hinaus verfügt SiC über eine große Bandlücke, die es für elektronische und optische Halbleiteranwendungen wie Strahlungssensoren, Optoelektronik und biomedizinische Geräte geeignet macht.
SiC besteht aus Schichten, wobei jedes Atom in einer tetraedrischen Bindungskonfiguration an vier entgegengesetzte Typen bindet. Diese Kristallstruktur kann in mehrere Polytypen zerlegt werden, von denen jeder seine eigene Kristallstruktur und Stapelsequenz aufweist. Diese besondere Anordnung verleiht SiC seine bemerkenswerten Eigenschaften.
Zu diesen Eigenschaften gehören extreme Härte, hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, hervorragende Wärmeleitfähigkeit, ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und eine große Bandlücke. Diese Eigenschaften haben in einer Reihe von Branchen Anwendung gefunden, beispielsweise bei Schleifmitteln und Poliermaterialien für Halbleiter und Schottky-Dioden.
Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften von SiC ist seine Sublimationsfähigkeit: Bei ausreichender Erwärmung wandelt es sich von einem Feststoff in einen Dampf um, anstatt zu schmelzen. Diese Eigenschaft ermöglicht den Einsatz von SiC als Gassensor für extrem hohe Temperaturen.
Sublimation erfolgt aufgrund einer chemischen Reaktion zwischen Sauerstoffatomen in SiC und Stickstoffatomen in Argon. Diese Atombindungen führen dazu, dass Siliciumcarbid in amorphes Siliciumdioxid zerfällt und sowohl Sauerstoff- als auch Stickstoffatome freisetzt.
Darüber hinaus reagiert amorphes Siliciumdioxid mit Luft unter Bildung von Oxiden wie Schwefeldioxid und Kohlendioxid, die dann durch Rauchgasemissionen ausgestoßen werden.
Bei diesem Prozess werden Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle durch Wasserstoff- und Kohlenstoffatome ersetzt, wodurch ein wasserstoffreicher Dampf entsteht, der dann als Brennstoff verbrannt werden kann.
Dieser Prozess ist ein wesentlicher Bestandteil der Herstellung von Siliziumkarbidprodukten und sein Erfolg sichert den Erfolg eines solchen Vorhabens.
Eigenschaften
Beim Einsatz in industriellen Heizprozessen werden Siliziumkarbid-Brennerdüsen oft als wesentliche Elemente angesehen. Es muss nicht nur über eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und die Fähigkeit zur schnellen Wärmeübertragung verfügen, sondern seine erhöhte Effizienz reduziert auch den Brennstoffverbrauch zum Heizen von Öfen oder Hochöfen.
Darüber hinaus muss es beständig gegen giftige Dämpfe sein, die beim Verbrennen von Öl, Gas oder anderen flüssigen Brennstoffen entstehen. Diese Dämpfe können die Auskleidung eines Ofens angreifen und dessen Lebenserwartung drastisch verkürzen.
Durch die Umstellung auf ein Siliziumkarbidrohr anstelle der Standarddüse Ihres Ofens oder Ofens können Sie dessen Energieeffizienz verbessern und Geld bei den Brennstoffkosten sparen. Das Rohr umschließt einen Großteil der Flamme, was die Bildung heißer Strahlungsflecken im Inneren reduziert und außerdem höhere Geschwindigkeiten der Flammen im Ofen erzeugt, was zu einer gleichmäßigeren Vermischung der darin enthaltenen Gase und einer schnelleren Energieübertragung vom Brennstoff zum Produkt führt.
Diese Vorteile sind besonders wichtig beim Brennen von Sanitär- und Alltagskeramik sowie Elektroporzellan, wo direkte Strahlungshitze sowohl für das Produkt als auch für das Brennhilfsmittel verheerende Folgen haben kann. Daher ist die optimale Positionierung der Brennerdüse innerhalb eines Ofens oder Ofens ein wesentlicher Gesichtspunkt.
Reaktionsgebundenes (SISiC) Siliziumkarbid ist aufgrund seiner überlegenen Hochtemperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Thermoschockbeständigkeit ein ideales Material für die Herstellung von Ofendüsen und -rohren.
Dieses Material hat viele Anwendungen, von losen Schleifmitteln zum Läppen bis hin zu Mischungen, die in Hochtemperatur-Keramikzusammensetzungen verwendet werden.
Material kann durch mechanische, chemische und Wärmebehandlungsprozesse in verschiedene Formen gebracht werden. Zu den gängigen Formen gehören Stangen, Scheiben, Platten, Rohre und Flansche.
Diese Formen können als Spritzwerkzeuge in einer Vielzahl von Ofentypen eingesetzt werden, darunter Tunnelöfen, Kantenöfen und Rollenöfen. Darüber hinaus können sie in Industrieöfen betrieben werden, die indirekte Heizsysteme mit offenem Feuer oder indirekte Heizsysteme mit Strahlungsrohren verwenden.
Anwendungen
Siliziumkarbid ist ein faszinierendes Material mit zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten. Es findet Verwendung in Halbleitern und als Schleifmittel. Darüber hinaus leitet dieses Mineral Strom (und Wärme!) gut und ist gleichzeitig korrosionsbeständig durch geschmolzene Salze und Säuren.
Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit und Festigkeit wird SiC häufig als Düse in Industrieöfen und Brennöfen verwendet. Darüber hinaus weist SiC eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und chemische Inertheit auf.
Bei jedem industriellen Heizprozess ist die Temperaturregulierung von größter Bedeutung. Unabhängig davon, ob es sich bei dem verwendeten Brennstoff um Erdgas, Flüssiggas oder Öl handelt, kann der Standort des Brenners ein potenzieller Hotspot im Ofen sein, der zu Überhitzung und Schäden an Produkten und Möbeln im Ofen führen kann.
IPS Ceramics kann Rohre aus reaktionsgebundenem Siliziumkarbid (SISiC) oder siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid (SiSIC) in den meisten Größen liefern, die zu Ihren vorhandenen Ofenbrennern passen und eine verbesserte Temperaturgleichmäßigkeit bieten. Das Rohr hilft dabei, strahlende Hotspots zu beseitigen und erhöht gleichzeitig die Abgasgeschwindigkeiten für eine bessere Durchmischung im Ofen und eine schnelle Energieübertragung.
Siliziumkarbid-Brennerdüsen bestehen aus Oxid-, Mullit-, Nitrid- und reaktionsgebundenen Materialien, die eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit bieten und gleichzeitig eine geringere Masse als herkömmliche legierte Stähle aufweisen. Sie sind entweder in runder oder geschlitzter Ausführung für Hochgeschwindigkeitsbrenneranwendungen erhältlich.
Diese Materialien sind äußerst langlebig und verfügen über ausgezeichnete Wärmeübertragungseigenschaften, wodurch sie sich perfekt für die direkte Erwärmung von geschmolzenem Metall eignen. Darüber hinaus können diese Brennerdüsen in verschiedenen Formen an eine Vielzahl industrieller Anwendungen angepasst werden, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.
Eine Siliziumkarbid-Brennerdüse kann die Leistung und Zuverlässigkeit Ihres Ofens oder Ofens erheblich verbessern und für eine verbesserte Temperaturgleichmäßigkeit sorgen. Eine gut gestaltete Brennerdüse minimiert die Strahlungswärme und verhindert Hotspots in der Kammer – die eine Gefahr für das Produkt und die darin befindlichen Möbel darstellen.
IPS Ceramics bietet eine umfassende Auswahl an Brennerdüsen und arbeitet eng mit Ihrem Ingenieurteam zusammen, um sicherzustellen, dass die von Ihnen ausgewählte Düse zu Ihrem Ofen- oder Brennofendesign passt. Unsere Düsen sind in verschiedenen Durchmessern erhältlich, um verschiedenen Flammenprofilen gerecht zu werden, das Risiko einer Überhitzung zu verringern und gleichzeitig ein genaues Wärmemanagement in Industrieöfen zu gewährleisten.
