Refrakter malzemelerde yeşil silisyum karbür tozunun temel rolü
Yeşil silisyum karbür tozu, ismi kulağa sert geliyor. Esasen bir türsilisyum karbür (SiC)Kuvars kumu ve petrol koku gibi hammaddelerle 2000 derecenin üzerinde bir sıcaklıkta direnç fırınında eritilen bir metaldir. Yaygın olandan farklıdırsiyah silisyum karbür, eritme işleminin sonraki aşamalarında çok az safsızlık ve yüksek kristal saflığı ile hassas bir kontrole sahiptir, bu nedenle benzersiz yeşil veya koyu yeşil bir renk sunar. Bu "saflık" ona neredeyse olağanüstü bir sertlik (Mohs sertliği 9,2-9,3 kadar yüksektir ve elmas ve bor karbürden sonra ikinci sıradadır) ve son derece mükemmel bir ısı iletkenliği ve yüksek sıcaklık dayanımı kazandırır. Refrakter malzemeler alanında, dayanıklı, savaşabilen, ısınabilen ve inşa edebilen "sert bir kemik"tir.
Peki bu yeşil toz, refrakter malzemelerin zorlu dünyasında gücünü nasıl gösterebilir ve vazgeçilmez bir “anahtar adam” olabilir?
Dayanıklılığı artırın ve yüksek sıcaklığa dayanıklı "çelik kemikler" dökün: Refrakter malzemeler en çok yüksek sıcaklıklara "dayanamamaktan", yumuşayıp çökmekten korkarlar.Yeşil silisyum karbür mikro tozuSon derece yüksek sertliğe ve mükemmel yüksek sıcaklık dayanımına sahiptir. Çeşitli refrakter döküm malzemelerine, sıkıştırma malzemelerine veya tuğlalara eklenmesi, betona yüksek mukavemetli çelik hasır eklemek gibidir. Matriste sağlam bir destek iskeleti oluşturarak, yüksek sıcaklık yükü altında malzemenin deformasyonuna ve yumuşamasına büyük ölçüde direnç gösterebilir. Büyük bir çelik tesisinin yüksek fırın demir kanalındaki döküm malzemeleri, daha önce hızla aşınan, demir akış hızının artırılamadığı ve sık bakım nedeniyle üretimi geciktiren sıradan malzemeler kullanıyordu. Daha sonra teknik atılımlar yapıldı ve oranıyeşil silisyum karbür mikro tozu büyük ölçüde artırıldı. "Hey, harika!" Atölye müdürü daha sonra şöyle hatırladı: "Yeni malzeme yerleştirildiğinde, erimiş demir aktı, kanal tarafı açıkça 'kemirildi', demir akış hızı altüst oldu ve bakım süreleri yarıdan fazla azaldı; tasarruf ise gerçek paraydı!" Bu dayanıklılık, yüksek sıcaklık ekipmanlarının uzun ömürlü olmasının temelini oluşturur.
Isı iletimini iyileştirin ve malzemeye bir "ısı emici" yerleştirin: Refrakter malzeme ne kadar ısı yalıtıcıysa o kadar iyi! Kok fırını kapakları ve alüminyum elektrolitik hücre yan duvarları gibi yerlerde, yerel sıcaklığın çok yüksek olmasını ve hasar görmesini önlemek için malzemenin iç ısıyı hızlı bir şekilde iletmesi gerekir. Yeşil silisyum karbür mikro tozunun ısıl iletkenliği, metal olmayan malzemeler arasında kesinlikle "mükemmel bir öğrencidir" (oda sıcaklığı ısıl iletkenlik katsayısı 125 W/m·K'nin üzerine çıkabilir, bu da sıradan kil tuğlaların onlarca katıdır). Belirli bir parçadaki refrakter malzemeye eklemek, malzemeye verimli bir "ısı borusu" yerleştirmek gibidir; bu da genel ısıl iletkenliği önemli ölçüde artırabilir, ısının hızlı ve eşit şekilde dağılmasına yardımcı olabilir ve "mide ekşimesi" nedeniyle oluşan yerel aşırı ısınma ve soyulma veya hasarı önleyebilir.
Isıl şok direncini artırın ve "değişim karşısında sakin kalma" becerisini geliştirin: Refrakter malzemelerin en sorunlu "katillerinden" biri hızlı soğutma ve ısıtmadır. Fırın açılıp kapandığında sıcaklık şiddetli bir şekilde dalgalanır ve sıradan malzemelerin "patlaması" ve soyulması kolaydır.Yeşil silisyum karbürMikrotoz nispeten küçük bir termal genleşme katsayısına ve hızlı bir termal iletkenliğe sahiptir, bu da sıcaklık farkının neden olduğu gerilimi hızla dengeleyebilir. Refrakter sisteme dahil edilmesi, malzemenin ani sıcaklık değişikliklerine direnme kabiliyetini, yani "termal şok direncini" önemli ölçüde artırabilir. Çimento döner fırınının fırın ağzı döküm demiri en şiddetli soğuk ve sıcak şoklara maruz kalır ve kısa ömrü uzun süredir devam eden bir sorundu. Deneyimli bir fırın inşaat mühendisi bana şunları söyledi: "Ana agrega ve toz olarak yeşil silisyum karbür mikrotozlu yüksek dayanımlı döküm demirlerinin kullanılmasından bu yana etkisi anında görüldü. Fırın bakım için durdurulduğunda soğuk rüzgar estiğinde diğer parçalar çatırdıyor, ancak bu fırın ağzı malzemesi sağlam ve sabit ve daha az yüzey çatlağı var. Bir döngüden sonra kayıp gözle görülür şekilde azalıyor ve birçok onarım çalışmasından tasarruf ediliyor!" Bu "sakinlik", üretimdeki iniş çıkışlarla başa çıkmak içindir.
Çünküyeşil silisyum karbür mikro tozu Yüksek mukavemet, yüksek ısı iletkenliği, mükemmel termal şok direnci ve güçlü erozyon direncini bir araya getiren bu yeşil mikro toz, modern yüksek performanslı refrakter malzemelerin formülasyonunda "ruh eşi" haline gelmiştir. Demir-çelik metalurjisinde yüksek fırınlardan, konvertörlerden, demir hendeklerinden ve torpido tanklarından, demir dışı metalurjide elektrolitik hücrelere; yapı malzemeleri endüstrisindeki çimento fırınlarının ve cam fırınlarının kilit parçalarından, kimya endüstrisi, elektrik enerjisi ve atık yakma alanlarındaki yüksek aşındırıcı fırınlara ve hatta döküm için döküm kapları ve akış çelik tuğlalarına kadar... Yüksek sıcaklık, aşınma, ani değişim ve erozyonun olduğu her yerde bu yeşil mikro toz aktiftir. Her refrakter tuğlaya ve her döküm parçasına sessizce yerleşerek, endüstrinin "kalbi" olan yüksek sıcaklık fırınlarına sağlam bir koruma sağlar.
Elbette, yeşil silisyum karbür mikro tozunun "yetiştirilmesi" tek başına kolay değildir. Hammadde seçiminden, direnç fırını eritme işleminin hassas kontrolüne (saflığı ve yeşilliği sağlamak için), kırma, öğütme, asitleme ve safsızlık gidermeye, hidrolik veya hava akışıyla hassas sınıflandırmaya, parçacık boyutu dağılımına (birkaç mikrondan yüzlerce mikrona kadar) göre sıkı paketlemeye kadar her adım, nihai ürünün istikrarlı performansıyla ilişkilidir. Özellikle, mikro tozun saflığı, parçacık boyutu dağılımı ve parçacık şekli, refrakter malzemelerdeki dağılabilirliğini ve etkisini doğrudan etkiler. Yüksek kaliteli yeşil silisyum karbür mikro tozunun, teknoloji ve işçiliğin birleşiminin bir ürünü olduğu söylenebilir.