Slévatelný karbid křemíku je vysoce výkonný monolitický žáruvzdorný materiál navržený pro náročná průmyslová prostředí sužovaná vysokorychlostním mechanickým otěrem, chemickou struskovou korozí a tepelným šokem. Běžné žáruvzdorné materiály s vysokým obsahem oxidu hlinitého, které pracují při teplotách mezi 1300 a 1600 stupni ve spalovnách komunálního odpadu, kotlích s cirkulačním fluidním ložem (CFB) a v potrubí terciárního vzduchu v cementářských pecích, rychle selhávají při erozi částic a působení alkalických výparů. Začleněním vysoce čistých matric z krystalického karbidu křemíku (SiC) spojených s ultrajemným reaktivním oxidem hlinitým a pojivy s nízkým obsahem cementu, tyto formulace poskytují nesmáčivé vlastnosti proti roztavenému popelu, vysokou tepelnou vodivost (3,5 až 5,5 W/m·K při 1000 stupních) a ztrátu otěrem ASTM C704,0 cm3.
Pochopení chemických jakostí – od standardních směsí JCSIC-55 a JCSIC-70 až po vysoce odolné třídy JCSIC-75 a JCSIC-90 s vysokým obsahem oxidu hlinitého – pomáhá konstruktérům závodu eliminovat neplánované odstávky a snížit náklady na žáruvzdorný materiál během životního cyklu.
Technické specifikace: Oficiální tovární výkonnostní matice
Materiál čerpá svou strukturální odolnost z vysoce kvalitního černého kameniva SiC v kombinaci s hustými nízkocementovými matricemi. Výjimečná tvrdost krystalického SiC (Mohs 9,2, druhý po diamantu) propůjčuje mimořádnou odolnost proti nárazu proti částicím popela ve vzduchu, které se pohybují rychlostí 25 až 40 metrů za sekundu.
Níže jsou uvedeny ověřené fyzikální a chemické specifikace odvozené z našich továrních výrobních norem a protokolů o laboratorních testech certifikovaných ISO:
Oficiální kvalitní litá matrice z karbidu křemíku
| Parametr / Fyzikální vlastnost |
Standardní stupeň SIC-55 |
Průmyslová třída SIC-70 |
Odolné proti opotřebení SIC-75 |
Těžký SIC-90 |
Testovací standard |
|---|---|---|---|---|---|
| Obsah Al2O3 + SiC (%) | Větší nebo rovno 55,0 | Větší nebo rovno 70,0 | Větší nebo rovno 75,0 | Větší nebo rovno 90,0 | XRF / Chemický |
| Obsah Al2O3 (%) | 45.0 | 40.0 | Matrix s vysokým obsahem oxidu hlinitého | Matrix s vysokým obsahem oxidu hlinitého | ISO 12677 |
| Obsah Fe2O3 (%) | Menší nebo rovno 2,0 | Menší nebo rovno 2,0 | Menší nebo rovno 1,5 | Menší nebo rovno 1,5 | ISO 12677 |
| Objemová hustota (g/cm³) | Větší nebo rovno 2,25 | Větší nebo rovno 2,30 | Větší nebo rovno 2,60 | Větší nebo rovno 2,80 | ASTM C134 |
| Drtící síla za studena (110 stupňů × 24h) | Větší nebo rovno 50,0 MPa | Větší nebo rovno 60,0 MPa | Větší nebo rovno 80,0 MPa | Větší nebo rovno 100,0 MPa | ASTM C133 |
| Pevnost v tlaku za studena (1100 stupňů × 3h) | Větší nebo rovno 60,0 MPa | Větší nebo rovno 80,0 MPa | Větší nebo rovno 100,0 MPa | Větší nebo rovno 110,0 MPa | ASTM C133 |
| Pevnost v ohybu za studena (110 stupňů × 24h) | Větší nebo rovno 6,0 MPa | Větší nebo rovno 8,0 MPa | Větší nebo rovno 7,0 MPa | Větší nebo rovno 9,0 MPa | ASTM C133 |
| Pevnost v ohybu za studena (1100 stupňů × 3h) | Větší nebo rovno 8,0 MPa | Větší nebo rovno 10,0 MPa | Větší nebo rovno 8,0 MPa | Větší nebo rovno 10,0 MPa | ASTM C133 |
| Trvalá lineární změna (1100 stupňů × 3h) | ±0.4% | ±0.3% | ±0.3% | ±0.3% | ASTM C113 |
| Maximální pracovní teplota ( stupně ) | 1300 stupňů | 1400 stupňů | 1500 stupňů | 1600 stupňů | Pyrometrický kužel |
Při navrhování sekcí vysokorychlostních pecí vystavených namáhání tepelnou roztažností průmysloví operátoři běžně integrují našeodlévatelný karbid křemíkuse specializovanýminerezová kotvasystémy a husténízkocementová slévatelnápřechodové zóny.
Odolnost proti opotřebení a odpuzování strusky: Proč SiC překonává bauxit
V průmyslových uhelných kotlích, cementárnách a zařízeních pro energetické využití odpadu čelí žáruvzdorné vyzdívky dvěma primárním destrukčním mechanismům: abrazivní erozi a přilnavosti tekuté strusky. Krystalický SiC zásadně mění, jak žáruvzdorný materiál interaguje s těmito destruktivními silami:
1. Vynikající mechanická tvrdost a mikrostrukturální houževnatost
Standardní žáruvzdorné bauxitové kamenivo má tvrdost podle Mohse 7,5 až 8,0. Při nepřetržitém působení uhelného popílku bohatého na křemen nebo nespálených jemných částic slínku dochází k erozi pojivové matrice a uvolňování zrn kameniva. Naproti tomu krystalická zrna SiC (Mohs 9.2) absorbují kinetické rázy bez štěpných lomů. V testech oděru ASTM C704 naše složení JCSIC-90 vykazuje objemovou ztrátu opotřebením pouze 3,8 až 4,5 cm3, což představuje 60% zlepšení oproti konvenčním 70% žáruvzdorným materiálům na bázi oxidu hlinitého.
2. Chemie nesmáčivých povrchů proti kyselým a alkalickým struskám
Karbid křemíku má nízkou povrchovou energii a vytváří vysoký kontaktní úhel proti roztavenému sklu, neželezným kovům a alkalickému popelu. Ve spalovnách odpadů spalujících chlorované plasty a komunální kaly se těkavé alkalické páry (K2O, Na2O) a roztavený popílek pokoušejí proniknout do žáruvzdorných pórů. SiC zabraňuje ulpívání roztavené strusky nebo vytváření hustých nánosů, usnadňuje hladký odtok strusky a eliminuje mechanické poškození způsobené těžkými čisticími kladivy.
3. Rychlý odvod tepla, aby se zabránilo tepelnému šoku
S tepelnou vodivostí přesahující 4,0 W/m·K (trojnásobná oproti standardním šamotovým materiálům) přenáší tento žáruvzdorný materiál teplo rychle pryč z pracovní plochy do záložní konstrukce nebo trubek kotlové vody. Tento rychlý odvod tepla potlačuje strmé teplotní gradienty a zabraňuje mikrotrhlinám a odlupování povrchu způsobenému rychlým spouštěním kotle a nouzovými výjezdy.
Primární průmyslové aplikace: Cílové zóny opotřebení
Charakteristické vlastnosti odlévaného karbidu křemíku z něj činí specifikovaný standard v kritických zpracovatelských zónách:
1. Spalovny komunálního a nebezpečného odpadu
Cílová místa:Bočnice primární spalovací komory, zóny vodní stěny roštu, násypky odpadu a spodní stěny násypky popela.
Provozní podmínky:Teploty 950 až 1150 stupňů v kombinaci s agresivními halogenovými výpary (HCl, Cl2, HF) a roztavenými oxidy těžkých kovů. JCSIC-70 a JCSIC-75 zabraňují pronikání kyselých plynů a zároveň zabraňují masivnímu usazování strusky na stěnách vodou chlazených trubek.
2. Kotle s cirkulujícím fluidním ložem (CFB).
Cílová místa:Cyklonové separátory, cyklonové cílové zóny, smyčková těsnění, zpětné ventily a přechodové sběrače vodní stěny spodní pece.
Provozní podmínky:Husté koncentrace abrazivního materiálu cirkulujícího lože (písek a popel) při rychlostech plynu až 30 m/s při 850 stupních až 950 stupních. Vysoce odolný JCSIC-90 poskytuje požadovanou pevnost za tepla (CCS větší nebo rovnou 110 MPa), aby odolal rýhování a kluzné erozi.
3. Cementové rotační pecní systémy
Cílová místa:Vypouštěcí stěny krytu pece, kolena potrubí terciárního vzduchu, oblouky chladiče slínku a trubky kalcinačního hořáku.
Provozní podmínky:Silné napadení výpary alkalických solí v kombinaci s vysokoteplotním otěrem slínkového prachu. Nesmáčivé vlastnosti SiC eliminují usazování povlaku v kanálech terciárního vzduchu a zároveň chrání ocelové pláště před přehřátím.
Pro ochranu kotlových zón, které nejsou přímo vystaveny abrazivnímu působení, technici často kombinují SiC obložení se standardnímžáruvzdorná cihla z oxidu hlinitéhozáložní stěny pro optimalizaci tepelné účinnosti a kapitálových investic.
Pokyny pro bednění, kotvení a montáž
Maximalizace životnosti podšívkové kampaně vyžaduje pečlivé umístění a ukotvení na poli:
Kontrola přidávání vody (4,5 % až 5,5 %):Formulováno jako hutné nízkocementové systémy, přebytek záměsové vody dramaticky zvyšuje otevřenou pórovitost a snižuje odolnost proti oděru. Voda se musí přidávat přesně podle hmotnosti pomocí čisté pitné vody o teplotě 15 až 25 stupňů.
Vynucené mechanické míchání:Použijte vysoce účinný pánvový mixér nebo planetový mixér. Surovou směs míchejte za sucha po dobu 1,5 minuty, aby došlo k homogenizaci ultrajemných dispergačních činidel, přidejte 80 % vody a míchejte 2 minuty, poté upravte zbývající vodou a míchejte poslední 2 minuty, dokud se nedosáhne tekuté tixotropie. Nikdy nepoužívejte standardní gravitační bubnové míchačky cementu.
Ochrana rozvržení kotvy a rozšíření: Use heat-resistant stainless steel anchors (grade SS310S or Inconel 601) in high-temperature zones (>900 stupňů), nebo SS304 v chladnějších zónách. Kotvy musí být rozmístěny ve vzdálenostech 150 až 200 mm v střídavém kosočtverečném vzoru. Každý hrot kotvy musí být zakryt plastovými hroty nebo vinylovou páskou (tloušťka 1,0 až 1,5 mm), aby se umožnila tepelná roztažnost oceli bez praskání obložení.
Vibrační zhutnění:Směs umístěte do vrstev o tloušťce 200 až 250 mm. Používejte vysokofrekvenční ponorné vibrátory s vnitřním ponorem (50 až 60 Hz). Vložte rychle a pomalu vytahujte (2 až 3 cm/s), jakmile se povrch leskne a vzduchové bubliny přestanou stoupat. Nikdy nedovolte, aby se vibrující jehly dotýkaly svařených kotevních ramen.
Harmonogram vytvrzování a tepelného vypalování
Husté částicové matrice brání rychlému odvádění vlhkosti. Uspěchané počáteční zahřátí může způsobit vnitřní tlak páry a prudké odlupování povrchu:
Vytvrzování při okolním prostředí (24 až 36 hodin):Čerstvě nalité obklady zakryjte polyetylenovou fólií, aby se udržela hydratační vlhkost. Udržujte okolní teplotu nad 15 stupňů. Pás se tvoří až po dosažení pevnosti v surovém stavu (CCS větší nebo rovno 50 MPa).
Fáze 1 (okolí až 150 stupňů):Zahřívejte pomalu při 15 stupních za hodinu. Podržte při 150 stupních po dobu 1 hodiny na 25 mm tloušťky obložení, aby se vypustila volná mechanická voda.
Fáze 2 (150 stupňů až 350 stupňů):Zahřívejte při 15 stupních za hodinu na 350 stupňů. Podržte po dobu 1 hodiny na tloušťku 25 mm, abyste odstranili chemicky spojenou vodu z hydrátů hlinitanu vápenatého.
Fáze 3 (350 stupňů k pracovní teplotě):Zahřívejte při 25 až 35 stupních za hodinu na provozní teplotu. Vyzdívka je nyní plně slinutá a připravená k plnění do pece.
Často kladené otázky (FAQ)
Oxiduje odlévatelný karbid křemíku při vysokých teplotách?
Karbid křemíku začíná aktivní oxidaci nad 800 stupňů v prostředí bohatém na kyslík, přeměňuje SiC na oxid křemičitý (SiO2). V hutných nízkocementových formulacích však tato reakce vytváří ochranný povrchový film z amorfního křemičitého skla, který uzavírá vnitřní mikropóry a zastavuje další vnitřní oxidaci až do 1400 stupňů až 1500 stupňů.
Lze tento materiál instalovat suchou nebo mokrou pistolí?
Speciálně upravené třídy pro stříkání obsahují rychle tuhnoucí koagulanty a změkčovadla pro pneumatické opravy. Nicméně pro maximální hustotu a nejnižší ztráty otěrem ASTM C704 v nových konstrukcích zůstává preferovanou metodou vibrační lití.
Jaká je cena SiC ve srovnání s žáruvzdorným materiálem s vysokým obsahem oxidu hlinitého?
Surovina karbidu křemíku stojí přibližně 2,5 až 3,5krát více než kalcinovaný bauxit. V zónách s vysokým otěrem, kde standardní bauxitové žárobetony erodují během 4 až 6 měsíců, však JCSIC-75 a JCSIC-90 pravidelně fungují po dobu 18 až 24 měsíců bez vyložení, což přináší významné čisté úspory nákladů na provozní hodinu.
Přímé získávání zdrojů v továrně a technická podpora RFQ
Společnost Topower Refractory vyrábí žárobetonové materiály z karbidu křemíku s certifikací ISO 9001:2015, prefabrikované cyklónové bloky a vlastní sestavy hořáků pro zařízení na výrobu energie, cement a chemické zpracování po celém světě.
Standardní balení:25 kg vícevrstvé kraftové papírové pytle odolné proti vlhkosti, paletizované a balené ve smršťovací fólii; nebo 1,0 až 1,25 metrické tuny těžkých polypropylenových velkoobjemových pytlů.
Minimální množství objednávky (MOQ):5 metrických tun pro standardní jakosti; vlastní velikost agregátu k dispozici na vyžádání.
Logistika zásilky:přístav FOB Qingdao nebo Tianjin; typická dodací lhůta výroby je 7 až 12 pracovních dnů.
Kontakt přímého technického inženýrství: inquiry@topower.tech(Kompletní technické listy, výkresy rozmístění kotev a formální obchodní nabídky budou poskytnuty do 4 pracovních hodin).
