Processo
L'ugello del bruciatore in carburo di silicio è l'attrezzatura ideale per il forno a fuoco che può essere utilizzato nei settori ceramico, chimico, vetrario e metallurgico per l'utilizzo di gas naturale, gas liquefatto e gasolio. Ha le caratteristiche di elevata resistenza, assenza di scorie, assenza di fessurazioni, lunga durata e comoda sostituzione ecc. È adatto anche per forni a rulli, forni a tunnel e forni a navetta, che possono controllare efficacemente l'equilibrio della temperatura nel forno.
È realizzato in ceramica SISIC di carburo di silicio a sinterizzazione con legante reattivo UDC, che ha le proprietà di elevata resistenza, elevata durezza, buona resistenza all'usura e resistenza alla corrosione. Può resistere a shock termici, alte temperature e alte pressioni. È ampiamente applicato in tali tipi di apparecchiature del forno come ugello del bruciatore, ugello di desolforazione, sagger, crogiolo, tubo di radiazione, tubazioni di protezione della termocoppia, tubo di raffreddamento, piastra, tenuta, trave, parti a forma speciale, ugello di soffiaggio e così via.
SISIC è un materiale denso contenente SiC, fasi miste di ossinitruro SiC e fasi secondarie di ossido (come l'ossido di alluminio). Viene sinterizzato a 2.000 gradi C in un'atmosfera inerte con additivi di sinterizzazione come Al2O3-Y2O3. Questo processo è senza pressione e non comporta alcuna pressione esterna.
Dopo la formatura, sulla superficie si forma un sottile strato di silicio metallico, che si traduce in un materiale denso con eccellente resistenza e tenacità alla frattura. Questo materiale può essere nitrurato a 1.400 gradi C, che cambia il silicio metallico iniziale in una forma nitrurata di carburo di silicio (nitruro di SiC).
Il processo di nitrurazione è privo di ritiro e può essere applicato a qualsiasi dimensione di SSIC. Oltre alle versioni a grana fine con granulometria 5?m, sono disponibili anche versioni a grana grossa con granulometria fino a 1,5 mm.
Questo materiale denso è molto apprezzato per la produzione di mobili da forno come travi, rulli e supporti, nonché per varie parti di bruciatori per la combustione diretta e indiretta. La sua elevata resistenza alla flessione lo rende particolarmente adatto per applicazioni come forni, grandi caldaie e altri macchinari.
Il processo di formatura prevede l'infiltrazione di silicio liquido in una preforma di matrice SiC porosa, che contiene carbonio libero. Questa tecnica consente la produzione di forme complesse senza alcun restringimento e con dettagli molto fini. Viene spesso utilizzato per elementi ceramici sagomati e combina i vantaggi dello stampaggio a iniezione di polvere con il processo di sinterizzazione.
Struttura
Il carburo di silicio (SiC) è un materiale estremamente durevole e versatile rinomato per la sua inerzia chimica, resistenza alla corrosione e proprietà termiche. Inoltre, il SiC vanta un'ampia banda proibita che lo rende adatto per applicazioni di semiconduttori elettronici e ottici come sensori di radiazioni, optoelettronica e dispositivi biomedici.
Il SiC è composto da strati, con ogni atomo legato a quattro tipi opposti in una configurazione di legame tetraedrico. Questa struttura cristallina può essere suddivisa in diversi politipi, ciascuno con la propria struttura cristallina distinta e sequenza di impilamento. Questa disposizione distintiva conferisce al SiC le sue notevoli proprietà.
Queste proprietà includono estrema durezza, superiore resistenza all'usura e alla corrosione, eccellente conducibilità termica, basso coefficiente di dilatazione termica e ampia banda proibita. Questi attributi hanno trovato applicazione in una vasta gamma di settori come abrasivi e materiali per lucidatura, semiconduttori e diodi Schottky.
Una delle proprietà più notevoli del SiC è la sua capacità di sublimazione: quando riscaldato a sufficienza, si trasforma da solido a vapore invece di sciogliersi. Questa proprietà consente al SiC di essere utilizzato come sensore di gas ad altissima temperatura.
La sublimazione avviene a causa di una reazione chimica tra gli atomi di ossigeno nel SiC e gli atomi di azoto nell'argon. Questi legami atomici provocano la scomposizione del carburo di silicio in silice amorfa, liberando sia gli atomi di ossigeno che di azoto.
Inoltre, la silice amorfa reagisce con l'aria formando ossidi come l'anidride solforosa e l'anidride carbonica, che vengono poi espulsi attraverso le emissioni di gas di scarico.
Durante questo processo, le molecole di ossigeno e azoto vengono sostituite da atomi di idrogeno e carbonio, creando un vapore ricco di idrogeno che può poi essere bruciato come combustibile.
Questo processo è parte integrante della produzione di prodotti in carburo di silicio e il suo successo garantisce il successo di qualsiasi impresa del genere.
Caratteristiche
Quando vengono applicati nei processi di riscaldamento industriale, gli ugelli dei bruciatori in carburo di silicio sono spesso considerati elementi essenziali. Non solo deve possedere un'eccellente conduttività termica e la capacità di un rapido trasferimento di calore, ma la sua maggiore efficienza riduce il consumo di combustibile per il riscaldamento di forni o fornaci.
Inoltre, deve essere resistente ai fumi tossici creati dalla combustione di petrolio, gas o altri combustibili liquidi. Questi fumi possono corrodere il rivestimento di un forno, riducendo drasticamente la sua aspettativa di vita.
Passando a un tubo in carburo di silicio invece dell'ugello standard per il tuo forno o fornace, puoi migliorare la sua efficienza energetica e risparmiare sui costi del carburante. Il tubo racchiude gran parte della fiamma che riduce i punti caldi radianti all'interno, oltre a generare maggiori velocità dalle fiamme all'interno del forno per una miscelazione uniforme dei gas al suo interno e trasferimenti di energia più rapidi dal combustibile al prodotto.
Questi vantaggi sono particolarmente cruciali nella cottura di ceramiche sanitarie e quotidiane, nonché di porcellane elettriche, dove il calore radiante diretto può essere devastante sia per il prodotto che per i mobili del forno. Pertanto, il posizionamento ottimale dell'ugello del bruciatore all'interno di un forno o fornace è una considerazione essenziale.
Il carburo di silicio legato a reazione (SISiC) è un materiale ideale per la produzione di ugelli e tubi per forni grazie alla sua superiore resistenza alle alte temperature, resistenza all'ossidazione e resistenza agli shock termici.
Questo materiale ha molte applicazioni, dagli abrasivi sciolti per la lappatura alle miscele utilizzate nelle composizioni ceramiche per alte temperature.
Il materiale può essere modellato in una varietà di forme attraverso processi meccanici, chimici e di trattamento termico. Le forme comuni includono aste, dischi, piastre, tubi e flange.
Queste forme possono essere impiegate come strumenti a spruzzo in una varietà di tipi di forno, inclusi forni a tunnel, forni a bordo e forni a rulli. Inoltre, hanno la capacità di operare in forni industriali che utilizzano sistemi di riscaldamento indiretto a fuoco aperto o sistemi di riscaldamento indiretto a tubi radianti.
Applicazioni
Il carburo di silicio è un materiale intrigante con numerose applicazioni. Trova impiego nei semiconduttori e come abrasivo. Inoltre, questo minerale conduce bene l'elettricità (e il calore!) resistendo alla corrosione da sali fusi e acidi.
Il SiC è ampiamente utilizzato come ugello in fornaci e fornaci industriali grazie alla sua resistenza alle alte temperature e resistenza. Inoltre, il SiC presenta un'eccellente resistenza all'ossidazione, ha un basso coefficiente di dilatazione termica e inerzia chimica.
In qualsiasi processo di riscaldamento industriale, la regolazione della temperatura è della massima importanza. Indipendentemente dal fatto che il combustibile utilizzato sia gas naturale, GPL o petrolio, la posizione del bruciatore può essere un potenziale punto caldo all'interno del forno che potrebbe causare surriscaldamento e danni ai prodotti e ai mobili al suo interno.
IPS Ceramics è in grado di fornire la maggior parte delle dimensioni di tubi in carburo di silicio legato a reazione (SISiC) o in carburo di silicio infiltrato di silicio (SiSIC) per adattarsi ai bruciatori dei forni esistenti e offrire una migliore uniformità della temperatura. Il tubo aiuta a eliminare i punti caldi radianti aumentando al contempo le velocità di scarico per una migliore miscelazione all'interno del forno e un rapido trasferimento di energia.
Gli ugelli del bruciatore in carburo di silicio sono costruiti con ossido, mullite, nitruro e materiali legati a reazione che offrono un'eccellente resistenza all'ossidazione offrendo allo stesso tempo una massa inferiore rispetto ai tradizionali acciai legati. Sono disponibili in configurazioni rotonde o scanalate per applicazioni con bruciatori ad alta velocità.
Questi materiali sono altamente durevoli e possiedono eccellenti proprietà di trasferimento del calore, che li rendono perfetti per il riscaldamento diretto del metallo fuso. Inoltre, questi ugelli per bruciatori possono essere personalizzati per adattarsi a una varietà di usi industriali in varie forme per soddisfare requisiti specifici.
L'ugello del bruciatore in carburo di silicio può migliorare notevolmente le prestazioni e l'affidabilità del forno o della fornace, oltre a fornire una migliore uniformità della temperatura. Un ugello del bruciatore ben progettato ridurrà al minimo il riscaldamento irradiato e preverrà i punti caldi nella camera, che sono pericolosi per il prodotto e i mobili al suo interno.
IPS Ceramics offre una selezione completa di ugelli per bruciatori, lavorando a stretto contatto con il vostro team di ingegneri per assicurarsi che quello selezionato corrisponda al design del forno o del forno. I nostri ugelli sono disponibili in vari diametri per adattarsi a vari profili di fiamma e ridurre il rischio di surriscaldamento fornendo al contempo un'accurata gestione del calore nei forni industriali.
