In der riesigen Welt der industriellen Produktion sind viele Schlüsselprozesse auf die Unterstützung durch Hochleistungsmaterialien angewiesen. Heute stellen wir Ihnen ein Material vor, das in traditionellen Industrien wie Brennöfen und Entschwefelungsanlagen eine wichtige Rolle spielt –Reaktionsgesinterte Siliciumcarbidkeramiken.
Was ist Siliziumkarbidkeramik?
Siliziumkarbidkeramik ist ein hochentwickelter Keramikwerkstoff aus Silizium und Kohlenstoff. Es handelt sich nicht um eine gewöhnliche Keramik, sondern um ein „Metamaterial“ mit zahlreichen hervorragenden Eigenschaften. Zu seinen Merkmalen zählen hohe Temperaturfestigkeit, gute Verschleißfestigkeit, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, hohe Härte und chemische Korrosionsbeständigkeit, wodurch es sich von vielen anderen Werkstoffen abhebt.
Reaktionsgesinterte Siliciumcarbidkeramiken stellen eine spezielle Art von Siliciumcarbidkeramiken dar, deren Herstellungsverfahren einzigartig ist: Zunächst werden feine α-SiC-Partikel und Additive zu einem Grünling verpresst und anschließend bei hoher Temperatur mit flüssigem Silicium in Kontakt gebracht. Dabei reagiert der Kohlenstoff im Grünling mit dem infiltrierten Silicium, wodurch β-SiC entsteht, das sich fest mit α-SiC verbindet. Gleichzeitig füllt freies Silicium die Poren, wodurch ein hochdichtes Keramikmaterial entsteht.
Der Grundstein im Brennofen
Das Reaktionssintern von Siliciumcarbidkeramik spielt eine unverzichtbare und wichtige Rolle in verschiedenen Hochtemperaturöfen. Beispielsweise werden in Keramikproduktionsöfen wie Rollenöfen, Tunnelöfen, Shuttle-Öfen usw. daraus Schlüsselkomponenten wie Düsenhülsen, Querträgerrollen und Kaltluftrohre hergestellt.
Die Flammendüsenhülse ermöglicht eine effektive Temperaturregelung im Brennofen. Sie zeichnet sich durch hohe Temperaturbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit sowie Beständigkeit gegen schnelles Abkühlen und Erhitzen aus. Auch nach langjährigem Einsatz bei hohen Temperaturen bricht oder verformt sie sich nicht und gewährleistet so ein stabiles Temperaturklima im Brennofen. Dies ist entscheidend für das Brennen hochwertiger Keramikprodukte.
Die Querträgerrollen und Kaltluftkanäle spielen eine wichtige Rolle für die Stabilität bzw. Belüftung des Ofens. Die Querträgerrollen zeichnen sich durch gute thermische Stabilität, Oxidationsbeständigkeit und Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen aus. Sie verformen und verbiegen sich auch nach längerem Einsatz bei hohen Temperaturen kaum und gewährleisten so die Stabilität der Ofeninnenstruktur und einen reibungslosen Materialtransport. Die Kaltluftkanäle regulieren den Gasstrom und die Temperaturverteilung im Ofen und gewährleisten so dessen einwandfreien Betrieb.
Aus Sicht der kundenspezifischen Teilefertigung bietet reaktionsgesintertes Siliciumcarbid deutliche Vorteile bei der Herstellung von Ofenkomponenten. Da es seine Abmessungen vor und nach dem Sintern nahezu beibehält, lässt es sich nach dem Formen in jede beliebige Form und Größe bringen. Ofenhersteller können so verschiedene Formen und Spezifikationen von Komponenten entsprechend unterschiedlicher Ofenkonstruktionen und Produktionsanforderungen realisieren und damit auch die Anforderungen an die Fertigung von großformatigen und komplex geformten Produkten erfüllen – etwas, das mit anderen Materialien nur schwer möglich ist.
Robuste Verteidigungslinie des Entschwefelungssystems
Im Bereich des Umweltschutzes, beispielsweise bei der Entschwefelung von Kraftwerken, spielen reaktionsgesinterte Siliciumcarbidkeramiken eine Schlüsselrolle, vor allem als zentrale Komponente von Entschwefelungsdüsen. Die von Kraftwerken emittierten Rauchgase enthalten große Mengen an Schadstoffen wie Schwefeldioxid, und Entschwefelungsdüsen sind wichtige Instrumente zur Entfernung dieser Schadstoffe.
Die reaktionsgesinterte Siliciumcarbid-Entschwefelungsdüse zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Temperaturbeständigkeit aus. Sie bietet eine außergewöhnliche Lebensdauer unter anspruchsvollen Bedingungen, die mit herkömmlichen Materialien nicht vergleichbar ist. Zu den gängigen Entschwefelungsdüsen zählen Spiral- und Wirbeldüsen. Obwohl sie sich in Bauform und Funktionsprinzip unterscheiden, zerstäuben sie das Entschwefelungsmittel effizient und bringen es in optimalen Kontakt mit dem Rauchgas, wodurch eine gute Entschwefelungswirkung erzielt wird.
Durch die einzigartige Konstruktion der Spiraldüse trifft die Flüssigkeit in der äußeren Schicht in einem bestimmten Winkel auf die spiralförmige Düsenoberfläche. Dadurch ändert sich die Sprührichtung, und die Flüssigkeit verlässt die Düse und bildet ein geschlossenes, kegelförmiges Nebelfeld. Dies ermöglicht verschiedene Sprühwinkel und gewährleistet selbst bei niedrigstem Druck eine hohe Absorptionsleistung. Die Wirbeldüse lässt die Suspension tangential in die Wirbelkammer eintreten und anschließend rechtwinklig zur Einlassrichtung aus der Öffnung austreten. Der Sprühnebel ist fein und gleichmäßig, und der große Wirbelkanal ist verstopfungsresistent.
Für kundenspezifische Teile von Entschwefelungsanlagen kann reaktionsgesintertes Siliciumcarbid die am besten geeignete Düsenform, -größe und Sprüheigenschaften entsprechend verschiedenen Entschwefelungsprozessen, Rauchgasdurchflussmengen, Konzentrationen und anderen Parametern anpassen, wodurch ein effizienter und stabiler Betrieb der Entschwefelungsanlage gewährleistet und immer strengere Umweltauflagen erfüllt werden.
Reaktionsgesinterte Siliciumcarbidkeramiken spielen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften und vielfältigen Anpassungsmöglichkeiten eine unersetzliche Rolle in traditionellen Industriezweigen wie Öfen und Entschwefelungsanlagen. Sie gewährleisten einen effizienten, stabilen und umweltfreundlichen Betrieb der industriellen Produktion und geben der technologischen Modernisierung und Weiterentwicklung traditioneller Industrien wichtige Impulse.
Veröffentlichungsdatum: 07.06.2025