Most castables are designed to insulate. Slévatelný karbid křemíku je jiný – je navržen tak, aby vedl, odolával opotřebení a současně odolával chemickému napadení.
Pokud vaše stěna pece selhává v důsledku oděru spíše než z roztavení, pokud váš tepelný výměník potřebuje materiál, který může skutečně přenášet teplo při 1200 stupních, nebo pokud vaše obložení vysoké pece ztrácí životnost kvůli napadení alkalickými výpary – SiC litá je to, co hledáte.
Tato příručka pokrývá spojovací systémy, klíčové specifikace, kde funguje a kde ne a jak získáváme a testujeme každou šarži.
Proč litý karbid křemíku? Čím se liší
Zde je základní kompromis.Slévatelný s vysokým obsahem oxidu hlinitéhose volí, když chcete nízkou tepelnou vodivost – snažíte se udržet teplo v peci. Slévatelný karbid křemíku je zvolen, pokud požadujete vysokou tepelnou vodivost, vysokou odolnost proti opotřebení nebo obojí.
Tři čísla, která vysvětlují rozdíl:
Tepelná vodivost:Slévatelný SiC: 8–18 W/m·K při 1000 stupních . 80 % Al₂O₃ odlévatelný: 2,0–2,5 W/m·K. SiC přenáší teplo 4–8× rychleji – kritické u chladicích desek vysokých pecí, kde potřebujete, aby plášť zůstal chladný.
Odolnost proti oděru:Tvrdost SiC je Mohs 9–9,5. Pro srovnání, korund (Al₂O₃) je Mohs 9. SiC si však lépe udržuje svou tvrdost při zvýšených teplotách, takže je preferovanou volbou v zónách s vysokorychlostním dopadem částic – chladicí zóny cementářských pecí, rošty spaloven.
Odolnost proti alkáliím:SiC tvoří za oxidačních podmínek pasivní vrstvu SiO2, která odolává působení alkalických par v horních zónách vysoké pece. Slévatelný materiál s vysokým obsahem oxidu hlinitého progresivně koroduje pod K2O a Na2O výpary nad 1000 stupňů.
Jedno upřímné upozornění: SiC oxiduje v silně oxidačních atmosférách nad 1400 stupňů. Pokud je vaše aplikace čistá oxidační atmosféra při vysoké teplotě bez mechanických nároků, je vysoký oxid hlinitý stabilnější a levnější.
Systémy lepení: oxidové vs. nitridové vs. Si₃N₄-SiC
Spojovací systém určuje chování odlitku při vysoké teplotě a v různých atmosférách.
Slévatelný SiC vázaný oxidem:Používá Al203 nebo SiO2 jako vazebnou fázi. Vyrábí se vypalováním v oxidační atmosféře. Nejlepší pro: chladicí zóny cementářských pecí, rošty spaloven, pece na neželezné kovy. Maximální provozní teplota: 1400–1500 stupňů. Cena: nejnižší v rodině SiC.
Slévatelný SiC vázaný nitridem (spojovaný Si3N4):Vazebnou fází je nitrid křemíku, který vzniká nitridační reakcí při výpalu v dusíkové atmosféře. Nejlepší pro:vysokopecní žáruvzdornýoblasti trysek a odpichových otvorů, hliníkové kontaktní zóny, aplikace vyžadující vysokou pevnost při 1400–1600 stupních. Vynikající odolnost proti tepelným šokům v porovnání s oxidem pojeným. Cena: 30–50 % prémie oproti vazbě oxidem.
Slévatelný kompozit SiC-SiC: High SiC content (>70 %) s matricí na bázi SiC. Používá se v nejnáročnějších aplikacích v oblasti oděru a tepelné vodivosti. Vlastní složení, delší dodací lhůta.
| Typ lepení | Rozsah SiC %. | Maximální teplota ( stupně ) | Tepelná kond. @1000 stupňů | Nejlepší atmosféra |
|---|---|---|---|---|
| Vázaný oxidem | 30–60 | 1450 | 8–12 W/m·K | Oxidující / neutrální |
| Vázaný nitridem (Si₃N₄) | 50–75 | 1600 | 12–16 W/m·K | Snížení / neutrální |
| SiC-SiC kompozit | 70–85 | 1700 | 15–18 W/m·K | Neutrální / inertní |
Klíčové specifikace podle stupně obsahu SiC
| Vlastnictví | 40 % SiC | 60 % SiC | 75 % SiC |
|---|---|---|---|
| obsah SiC (%) | 38–42 | 58–62 | 73–77 |
| Sypná hustota (g/cm³) | 2.55–2.70 | 2.65–2.80 | 2.75–2.90 |
| Zjevná pórovitost (%) | 14–18 | 12–16 | 10–14 |
| CCS @ 110 stupňů (MPa) | 60–90 | 80–110 | 100–140 |
| CCS @ 1000 stupňů (MPa) | 80–110 | 100–140 | 120–160 |
| Pevnost v ohybu @ 1000 stupňů (MPa) | 12–18 | 18–25 | 22–32 |
| Tepelná vodivost @ 1000 stupňů (W/m·K) | 8–10 | 12–14 | 15–18 |
| Maximální provozní teplota ( stupně ) | 1450 | 1500 | 1600 |
Oblasti použití, kde litý SiC překonává vysoký obsah oxidu hlinitého
Zóna vysoké pece Tuyere
Toto je vlajková loď aplikace pro lití SiC. Oblast trysky vidí 1300–1500 stupňů, redukční atmosféru, vysokorychlostní horký proud (vzduch + koksový plyn) a abrazivní částice koksu. Oxidově vázaný SiC zde bojuje - nitridově vázaný Si3N4-SiC je standardní volbou.
Zlepšení životnosti kampaně, které jsme zdokumentovali: ocelárna v jihovýchodní Asii přešla ze 70% Al₂O₃ odlévatelného na nitridově vázaný 60% SiC. Interval vystýlání zóny Tuyere prodloužen z 8 měsíců na 18 měsíců.
Rošt spalovny odpadů a zdravotnických zařízení
Vysoká abraze od odpadních materiálů + korozivní plyny HCl a SO₂ + tepelné cykly. Oxidově vázaný 40–60 % SiC zvládá toto prostředí lépe než vysoký oxid hlinitý. Pasivní vrstva SiO₂ odolává napadení chloridy.
Zóna chlazení cementářské pece
Chladicí zóna vidí 600–1000 stupňů s vysokým otěrem slínkovým prachem a tepelným cyklem. 40 – 60% odlitek s oxidem SiC je standardní pro chladnější boční stěny a odlitky roštů. Tam, kde standardní slévatelný materiál s vysokým obsahem oxidu hlinitého vydrží 6–9 měsíců, SiC obvykle dosahuje 18–24 měsíců.
Pece na tavení a udržování hliníku
Roztavený hliník napadá vysoce slévatelný oxid hlinitý redukčními reakcemi (Al₂O3 + Al → Al₂O + AlO). SiC je odolný proti napadení taveninou hliníku a je preferovaným výstelkovým materiálem pro hliníkové kontaktní zóny. Poznámka: pro hliníkové obložení pánví se s námi poraďte o konkrétní jakosti - atmosféra a teplotní profil ovlivňují volbu SiC.
Trubky výměníku tepla a rekuperátoru
U výměníků tepla plyn-plyn nebo plyn-kapalina pracujících nad 1000 stupňů poskytuje litý SiC tepelnou vodivost potřebnou k tomu, aby zařízení fungovalo. Standardní žáruvzdorný žáruvzdorný materiál je příliš izolující na to, aby zde mohl pracovat. Protokol míchání, vibrací a vytvrzování
Slévatelný materiál SiC se řídí podobnými principy instalace jako litý materiál s vysokým obsahem oxidu hlinitého, se dvěma klíčovými rozdíly:
Přídavek vody:Slévatelný SiC je méně shovívavý, pokud jde o poměr vody, protože částice SiC se nespojí s cementem stejně jako oxid hlinitý. Zůstaňte v rozmezí ±0,5 % specifikovaného poměru vody.
| Stupeň | Přidání vody (% suché hmotnosti) |
|---|---|
| Oxidově vázaný 40% SiC | 6.0–7.5% |
| Oxidově vázaný 60% SiC | 5.5–7.0% |
| Nitridově vázaný 60% SiC | 5.0–6.5% |
Doba míchání:4–6 minut v mixéru s nuceným chodem. Agregát SiC vyžaduje k dosažení rovnoměrného rozložení delší dobu míchání než litý materiál z čistého oxidu hlinitého.
Křivka vysychání:
| Fáze | Teplota | Hodnotit | Držet |
|---|---|---|---|
| 1 | Okolní → 120 stupňů | 15 stupňů/hod | 8 hrs |
| 2 | 120 stupňů → 400 stupňů | 20 stupňů/hod | 4 hrs |
| 3 | 400 stupňů → 700 stupňů | 25 stupňů/hod | 2 hrs |
| 4 | 700 stupňů → Provoz | 30-50 stupňů/hod | Za proces |
Poznámka k atmosféře pro SiC vázaný nitridem:První zahřátí na 600 stupňů na vzduchu je v pořádku. Nad 700 stupňů, pokud je to možné, přechod na dusík nebo redukční atmosféru, aby se zachovala vazebná fáze Si3N4.
Kontrola kvality – ověření čistoty SiC
Obsah SiC je tam, kde je substituční riziko nejvyšší. Odlévatelná hmota označená "60 % SiC" může obsahovat až 45 % SiC, pokud dodavatel přimíchá křemík nebo oxykarbid křemíku nízké kvality.
Náš protokol kontroly kvality pro každou dávku:
Fázová analýza XRD: potvrzuje polymorf SiC (vs. ) a detekuje kontaminaci oxidovým plnivem
Elementární analýza XRF: ověřuje obsah Si a C, kontroluje kontaminaci železem (cíl Fe₂O₃ < 1,5 %)
Kontrola sypné hmotnosti: 100 % pytlů na výrobní šarži
CCS po vypálení na 1000 stupňů: odebírá se vzorky z každé 5tunové výrobní šarže
Poskytujeme QC certifikáty s údaji, které lze sledovat na každé zásilce. Vyžádejte si to před objednávkou – každý dodavatel, který neposkytne data kontroly kvality na úrovni šarže, je rizikem.
Jak objednávat: MOQ, cena a dodací lhůta
Referenční ceny (2025, FOB Qingdao)
| Stupeň | Cena za metrickou tunu (USD) |
|---|---|
| Oxidově vázaný 40% SiC | 680–850 |
| Oxidově vázaný 60% SiC | 950–1,200 |
| Nitridově vázaný 60% SiC | 1,400–1,800 |
| 75% SiC kompozit | 1,800–2,400 |
MOQ:2 metrické tuny (standardní třídy). Vlastní složení: 5 metrických tun.
dodací lhůta:Typy zásob (oxidová vazba 40/60 %): 10–15 dní. Třídy pojené nitridem: 20–30 dní (výroba na zakázku). Vlastní SiC-SiC: 35–45 dní.
Obal:Pytle odolné proti vlhkosti 25 kg na dřevěných paletách. Exportní standardní balení pro námořní přepravu.
Často kladené otázky
Jaká je maximální provozní teplota pro litý karbid křemíku?
Maximální provozní teplota závisí na typu lepení. Slévatelný SiC vázaný oxidem: 1400–1500 stupňů . Nitridově vázaný Si3N4-SiC: 1550–1600 stupňů. SiC-SiC kompozit: až 1700 stupňů. Nad těmito teplotami nebo v silně oxidačních podmínkách SiC oxiduje a ztrácí mechanickou pevnost. Před výběrem třídy ověřte atmosféru v peci a maximální teplotu.
Je odlévací karbid křemíku vhodný pro hliníkové kontaktní aplikace?
Ano, ale na výběru třídy záleží. SiC odolává napadení taveninou hliníku lépe než litý materiál s vysokým obsahem oxidu hlinitého. Pro hliníkové kontaktní zóny použijte oxidově vázaný SiC s % SiC nad 60 % a ověřte obsah Fe203 pod 1,5 %, abyste zabránili kontaminaci hliníkové taveniny železem. Můžeme poskytnout certifikát složení specifický pro požadavky hliníkového průmyslu.
Jaké jsou náklady na litý SiC v porovnání s litím s vysokým obsahem oxidu hlinitého?
Slévatelný materiál SiC stojí 1,5–3× více než litý materiál s ekvivalentní hmotností 80 % Al₂O₃ v závislosti na jakosti. Srovnání nákladů by však mělo být provedeno na základě jednotlivých kampaní. V oblastech s vysokým otěrem SiC typicky poskytuje 2–3× delší životnost kampaně – celkové náklady na provozní rok jsou často nižší.
Lze odlévací karbid křemíku použít v oxidačních atmosférách?
Oxidově vázaný litý SiC lze použít v oxidačních atmosférách až do 1400 stupňů. Nad 1400 stupňů v silných oxidačních podmínkách SiC oxiduje na SiO₂, což může způsobit změnu objemu a strukturální degradaci. Třídy s nitridovým pojivem jsou citlivější na oxidační atmosféru – udržujte teplotu na vzduchu pod 1200 stupňů, pokud konstrukce neumožňuje řízenou atmosféru.
