Etter mer enn tjue \u00e5r med \u00e5 spesifisere og installere ovnsinnredning og h\u00f8ytemperaturkomponenter har jeg sett mange materialer komme og g\u00e5. Noen ser bra ut p\u00e5 papiret, men svikter raskt i praksis. Silisiumkarbidplater har v\u00e6rt i jevnlig bruk fordi de l\u00f8ser problemer som aluminiumoksid, kordieritt eller mullitt ofte ikke klarer. De kombinerer god styrke ved h\u00f8ye temperaturer med uvanlig h\u00f8y varmeledningsevne, noe som gj\u00f8r at designere kan kj\u00f8re raskere sykluser og likevel oppn\u00e5 lang levetid. De er ikke det billigste alternativet, men i mange anlegg ender de opp med \u00e5 v\u00e6re det mest \u00f8konomiske p\u00e5 sikt.<\/p>\n
Silisiumkarbidplater fremstilles av silisiumkarbidkorn som enten er reaksjonsbundet eller sintret. Ved reaksjonsbinding blandes silisiumkarbidpulver med karbon eller silisium, formes ved pressing eller ekstrudering, og brennes deretter i en silisiumrik atmosf\u00e6re. Silisiumet reagerer med karbonet og danner ytterligere silisiumkarbid som binder de opprinnelige kornene sammen. I de sintrede versjonene brukes SiC-pulver med h\u00f8y renhet og sm\u00e5 mengder sintringshjelpemidler, og materialet brennes ved sv\u00e6rt h\u00f8ye temperaturer, ofte over 2000 \u00b0C, for \u00e5 oppn\u00e5 tette legemer. Begge fremstillingsmetodene gir plater som vanligvis er 6 mm til 25 mm tykke og leveres i standardst\u00f8rrelser eller spesialtilpassede former for ovnhyller, isolasjonsplater og st\u00f8tter.<\/p>\n
Den mest fremtredende egenskapen er varmeledningsevnen. De fleste keramiske materialer er d\u00e5rlige varmeledere, men silisiumkarbidplater n\u00e5r rutinemessig 20\u201340 W\/m\u00b7K eller h\u00f8yere, avhengig av kvalitet og tetthet. Dette har stor betydning for ovnsinnredningen. N\u00e5r man brenner en ladning med porselen eller teknisk keramikk, absorberer og avgir hyllene selv varme. Plater med h\u00f8y varmeledningsevne varmes opp og avkj\u00f8les raskere enn tilsvarende plater av aluminiumoksid eller kordieritt, slik at hele ovnssyklusen kan forkortes. Jeg har sett anlegg redusere brennetiden med 15\u201325 % etter \u00e5 ha byttet til SiC-hyller, noe som direkte reduserer gass- eller str\u00f8mforbruket per tonn produkt.<\/p>\n
Motstand mot termisk sjokk er en annen praktisk fordel. Fordi materialet leder varme raskt, forblir temperaturforskjellene p\u00e5 tvers av platen mindre under rask oppvarming eller avkj\u00f8ling. Den termiske utvidelseskoeffisienten er ogs\u00e5 relativt lav for en keramikk. Denne kombinasjonen gj\u00f8r at platene t\u00e5ler hundrevis av sykluser mellom romtemperatur og 1400\u20131600 \u00b0C uten \u00e5 sprekke, forutsatt at de er riktig st\u00f8ttet. I en flisefabrikk jeg jobbet med, sprakk kordieritt-hyllene med noen m\u00e5neders mellomrom under raske sykluser; SiC-erstatningene holdt i mer enn to \u00e5r med samme brenningsplan.<\/p>\n
Den mekaniske styrken ved h\u00f8ye temperaturer er ogs\u00e5 god. Silisiumkarbid beholder sin b\u00f8yestyrke godt over 1200 \u00b0C, i motsetning til mange oksidkeramikker som mykner opp. Dette gj\u00f8r at tynnere plater kan b\u00e6re samme belastning, noe som ytterligere reduserer termisk masse og forbedrer energieffektiviteten. Slitestyrken er utmerket, slik at plater som brukes i slitasjeutsatte milj\u00f8er eller med tunge belastninger ikke slites raskt. Kjemisk sett t\u00e5ler de de fleste syrer og smeltede metaller rimelig godt, selv om de vil oksidere sakte ved temperaturer over ca. 1200 \u00b0C i luft og danne et beskyttende silisiumdioksidlag. I reduserende eller inerte atmosf\u00e6rer fungerer de enda bedre.<\/p>\n
Anvendelsene er konsentrert innen keramikk- og varmebehandlingsindustrien. Ovnhyller og setterplater for brenning av porselen, sanit\u00e6rutstyr og avansert keramikk er de vanligste bruksomr\u00e5dene. Platene kan fremstilles s\u00e5 flate og stabile at de t\u00e5ler store eller skj\u00f8re gjenstander uten \u00e5 gi etter. De brukes ogs\u00e5 i varmevekslere, brennerkomponenter og visse typer kjemisk prosessutstyr der det stilles krav til b\u00e5de h\u00f8y varmeledningsevne og korrosjonsbestandighet. I halvlederproduksjon brukes SiC-plater med h\u00f8y renhet som waferb\u00e6rere eller susceptorer, fordi de gir minimal metallforurensning.<\/p>\n
Det er selvf\u00f8lgelig avveininger. Silisiumkarbidplater koster mer per kilo enn aluminiumoksid eller kordieritt, s\u00e5 fordelene ligger vanligvis i lengre levetid, raskere sykluser eller f\u00e6rre brudd p\u00e5 det som brennes. De er ogs\u00e5 mer spr\u00f8 enn st\u00e5l, s\u00e5 de m\u00e5 h\u00e5ndteres forsiktig under lasting og lossing; hvis man slipper en p\u00e5 et hj\u00f8rne, vil den vanligvis f\u00e5 en flis eller sprekk. Oksidasjon \u00f8ker gradvis massen og kan endre dimensjonene over mange \u00e5r, selv om effekten er langsom ved normale ovnstemperaturer. I gassstr\u00f8mmer med sv\u00e6rt h\u00f8y hastighet eller ved bruk av visse smeltemidler kan erosjon bli et problem, s\u00e5 valg av materialkvalitet er viktig.<\/p>\n
Fra et praktisk synspunkt kan noen f\u00e5 vaner forbedre resultatene. S\u00f8rg for at ovnsinnredningen st\u00f8ttes jevnt, slik at platene ikke utsettes for punktbelastninger eller vridning. La det v\u00e6re rimelige mellomrom mellom platene for utvidelse. N\u00e5r du bytter fra oksidinnredning, m\u00e5 du beregne termisk masse p\u00e5 nytt og justere brennkurven litt; ellers kan den raskere responsen til SiC f\u00f8re til overskridelse hvis det gamle programmet forblir uendret. Inspiser platene med jevne mellomrom for overflateoksidasjon eller skader p\u00e5 kantene, og bytt dem ut f\u00f8r de p\u00e5virker produktkvaliteten.<\/p>\n
Etter min erfaring oppn\u00e5r bedrifter som ser p\u00e5 silisiumkarbidplater som en langsiktig investering snarere enn en direkte erstatning, vanligvis den beste avkastningen. De overv\u00e5ker syklustider, energiforbruk og levetid b\u00e5de f\u00f8r og etter byttet, og tilpasser st\u00f8ttesystemer og h\u00e5ndteringsprosedyrer til materialet. N\u00e5r dette er gjort, leverer platene jevn ytelse gjennom hundrevis av sykluser med minimalt vedlikehold.<\/p>\n
Silisiumkarbidplater vil ikke erstatte alle andre ildfaste materialer, men n\u00e5r oppgaven inneb\u00e6rer gjentatte sykluser med h\u00f8ye temperaturer, behov for god varmeoverf\u00f8ring og en rimelig levetid, er de fortsatt et av de mest p\u00e5litelige alternativene som finnes. I mange av de virksomhetene jeg har jobbet med, har de i det stille redusert b\u00e5de energikostnader og uplanlagt driftsstans uten at det har v\u00e6rt behov for eksotisk utstyr eller h\u00f8yt spesialiserte ferdigheter for \u00e5 bruke dem. Denne kombinasjonen av ytelse og praktisk anvendelighet er grunnen til at de fortsatt har sin plass i krevende termiske prosesser.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
After more than twenty years specifying and installing kiln furniture and high-temperature components, I\u2019ve seen plenty of materials come and […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[5],"tags":[],"class_list":["post-398","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-product-related"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/398","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=398"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/398\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":399,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/398\/revisions\/399"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=398"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=398"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=398"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}