Proceso
La boquilla del quemador de carburo de silicio es el equipo de horno de fuego ideal que se puede utilizar en los campos de la cerámica, la química, el vidrio y la metalurgia para el uso de gas natural, gas licuado y combustible diesel. Tiene las características de alta resistencia, sin escoria, sin grietas, larga vida útil y reemplazo conveniente, etc. También es adecuado para el horno de rodillos, el horno de túnel y el horno de lanzadera, que pueden controlar de manera efectiva el equilibrio de temperatura en el horno.
Está hecho de cerámica de carburo de silicio de sinterización ligada reactiva UDC SISIC, que tiene las propiedades de alta resistencia, alta dureza, buena resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión. Puede soportar choque térmico, alta temperatura y alta presión. Se aplica ampliamente en equipos de horno tales como boquillas de quemadores, boquillas de desulfuración, molduras, crisoles, tuberías de radiación, tuberías de protección de termopares, tuberías de enfriamiento, placas, sellados, vigas, piezas con formas especiales, boquillas de chorro, etc.
SISIC es un material denso que contiene SiC, fase mixta de oxinitruro SiC y fases secundarias de óxido (como el óxido de aluminio). Se sinteriza a 2000 grados C en una atmósfera inerte con aditivos de sinterización como Al2O3-Y2O3. Este proceso es sin presión y no implica ninguna presión externa.
Después de la formación, se forma una capa delgada de silicio metálico en la superficie, lo que da como resultado un material denso con excelente resistencia y tenacidad a la fractura. Este material se puede nitrurar a 1400 grados C, lo que cambia el silicio metálico inicial a una forma nitrurada de carburo de silicio (nitruro SiC).
El proceso de nitruración no tiene contracción y se puede aplicar a cualquier tamaño de SSIC. Además de las versiones de grano fino con un tamaño de grano de 5 µm, también están disponibles las versiones de grano grueso con un tamaño de grano de hasta 1,5 mm.
Este material denso es muy popular para la fabricación de muebles de horno como vigas, rodillos y soportes, así como para diversas partes de quemadores para combustión directa e indirecta. Su alta resistencia a la flexión lo hace especialmente adecuado para aplicaciones tales como hornos, grandes calderas y otra maquinaria.
El proceso de formación implica la infiltración de silicio líquido en una preforma de matriz porosa de SiC, que contiene carbono libre. Esta técnica permite la producción de formas complejas sin encogimiento y con detalles muy finos. Se utiliza a menudo para elementos cerámicos conformados y combina las ventajas del moldeo por inyección de polvo con el proceso de sinterización.
Estructura
El carburo de silicio (SiC) es un material extremadamente duradero y versátil conocido por su inercia química, resistencia a la corrosión y propiedades térmicas. Además, SiC cuenta con una amplia banda prohibida que lo hace adecuado para aplicaciones de semiconductores electrónicos y ópticos como sensores de radiación, optoelectrónica y dispositivos biomédicos.
SiC se compone de capas, con cada átomo enlazado a cuatro tipos opuestos en una configuración de enlaces tetraédricos. Esta estructura cristalina se puede dividir en varios politipos, cada uno con su propia estructura cristalina y secuencia de apilamiento distintas. Este arreglo distintivo le da al SiC sus notables propiedades.
Estas propiedades incluyen dureza extrema, resistencia superior al desgaste y la corrosión, excelente conductividad térmica, un bajo coeficiente de expansión térmica y una amplia banda prohibida. Estos atributos han encontrado aplicaciones en una variedad de industrias, como abrasivos y materiales de pulido para semiconductores y diodos Schottky.
Una de las propiedades más notables del SiC es su capacidad de sublimación: cuando se calienta lo suficiente, se transforma de sólido a vapor en lugar de fundirse. Esta propiedad permite que el SiC se utilice como sensor de gas de temperatura extremadamente alta.
La sublimación ocurre debido a una reacción química entre los átomos de oxígeno en SiC y los átomos de nitrógeno en argón. Estos enlaces atómicos hacen que el carburo de silicio se descomponga en sílice amorfa, liberando átomos de oxígeno y nitrógeno.
Además, la sílice amorfa reacciona con el aire para formar óxidos como el dióxido de azufre y el dióxido de carbono, que luego se expulsan a través de las emisiones de gases de combustión.
Durante este proceso, las moléculas de oxígeno y nitrógeno son reemplazadas por átomos de hidrógeno y carbono, creando un vapor rico en hidrógeno que luego puede quemarse como combustible.
Este proceso es una parte integral de la producción de productos de carburo de silicio y su éxito asegura el éxito de cualquier esfuerzo de este tipo.
Características
Cuando se aplica en procesos de calentamiento industrial, la boquilla del quemador de carburo de silicio a menudo se considera un elemento esencial. No solo debe poseer una excelente conductividad térmica y la capacidad de una rápida transferencia de calor, sino que su mayor eficiencia reduce el uso de combustible para calentar hornos u hornos.
Además, debe ser resistente a los humos tóxicos creados por la quema de petróleo, gas u otros combustibles líquidos. Estos vapores pueden corroer el revestimiento de un horno, reduciendo drásticamente su esperanza de vida.
Al cambiar a un tubo de carburo de silicio en lugar de la boquilla estándar para su horno u horno, puede mejorar su eficiencia energética y ahorrar dinero en costos de combustible. El tubo encierra gran parte de la llama, lo que reduce los puntos calientes radiantes en el interior, además de generar mayores velocidades de las llamas dentro del horno para una mezcla uniforme de los gases en su interior y transferencias de energía más rápidas del combustible al producto.
Estas ventajas son especialmente cruciales en la cocción de cerámica sanitaria y de uso diario, así como porcelana eléctrica, donde el calor radiante directo puede ser devastador tanto para el producto como para el mobiliario del horno. Por lo tanto, la colocación óptima de la boquilla del quemador dentro de un horno o horno es una consideración esencial.
El carburo de silicio unido por reacción (SISiC) es un material ideal para fabricar boquillas y tubos de horno debido a su superior resistencia a altas temperaturas, resistencia a la oxidación y resistencia al choque térmico.
Este material tiene muchas aplicaciones, desde abrasivos sueltos para lapear hasta mezclas utilizadas en composiciones cerámicas de alta temperatura.
El material se puede moldear en una variedad de formas a través de procesos mecánicos, químicos y de tratamiento térmico. Las formas comunes incluyen varillas, discos, placas, tuberías y bridas.
Estas formas se pueden emplear como herramientas de rociado en una variedad de tipos de hornos, incluidos hornos de túnel, hornos de borde y hornos de rodillos. Además, tienen capacidad para operar en hornos industriales que utilicen sistemas de calentamiento indirecto por fuego abierto o por tubería de radiación.
Aplicaciones
El carburo de silicio es un material intrigante con numerosas aplicaciones. Encuentra uso en semiconductores y como abrasivo. Además, este mineral conduce bien la electricidad (¡y el calor!) mientras resiste la corrosión de las sales y los ácidos fundidos.
El SiC se usa ampliamente como boquilla en hornos y hornos industriales debido a su resistencia y resistencia a altas temperaturas. Además, el SiC exhibe una excelente resistencia a la oxidación, tiene un bajo coeficiente de expansión térmica e inercia química.
En cualquier proceso de calentamiento industrial, la regulación de la temperatura es de suma importancia. Ya sea que el combustible utilizado sea gas natural, GLP o petróleo, la ubicación del quemador puede ser un punto de acceso potencial dentro del horno que podría causar sobrecalentamiento y daños a los productos, así como a los muebles que se encuentran en su interior.
IPS Ceramics puede suministrar la mayoría de los tamaños de tubos de carburo de silicio ligado por reacción (SISiC) o de carburo de silicio infiltrado con silicio (SiSIC) para adaptarse a los quemadores de su horno existente y ofrecer una uniformidad de temperatura mejorada. El tubo ayuda a eliminar los puntos calientes radiantes mientras aumenta las velocidades de escape para una mejor mezcla dentro del horno y una rápida transferencia de energía.
La boquilla del quemador de carburo de silicio está fabricada con óxido, mullita, nitruro y materiales unidos por reacción que ofrecen una excelente resistencia a la oxidación y ofrecen una masa menor que los aceros aleados tradicionales. Vienen en configuraciones redondas o ranuradas para aplicaciones de quemadores de alta velocidad.
Estos materiales son muy duraderos y poseen excelentes propiedades de transferencia de calor, lo que los hace perfectos para el calentamiento directo de metal fundido. Además, estas boquillas de quemador se pueden adaptar para adaptarse a una variedad de usos industriales en varias formas para cumplir con los requisitos específicos.
La boquilla del quemador de carburo de silicio puede mejorar drásticamente el rendimiento y la confiabilidad de su horno u horno, además de proporcionar una uniformidad de temperatura mejorada. Una boquilla de quemador bien diseñada minimizará el calor radiado y evitará puntos calientes en la cámara, que son peligrosos para el producto y los muebles que se encuentran dentro.
IPS Ceramics ofrece una selección integral de boquillas para quemadores, trabajando en estrecha colaboración con su equipo de ingeniería para asegurarse de que la que seleccione coincida con el diseño de su horno o horno. Nuestras boquillas vienen en varios diámetros para adaptarse a varios perfiles de llama y reducir el riesgo de sobrecalentamiento al tiempo que brindan una gestión precisa del calor en hornos industriales.
