애플리케이션
탄화규소 세라믹실리콘 카바이드(SiC)는 다양한 산업 분야의 산업용 가마 공정에서 중요한 역할을 수행합니다. 대표적인 응용 분야로는 고온 연소 시스템에서 야금 공정, 유리 제조, 세라믹 소성 등에 널리 사용되는 버너 노즐이 있습니다. 이는 SiC 세라믹이 극한의 열 환경에서도 구조적 안정성을 유지하기 때문입니다. 또 다른 주요 용도는 연속 가마에서 지지 및 이송 부품으로 사용되는 실리콘 카바이드 롤러입니다. 특히 첨단 세라믹, 전자 부품, 정밀 유리의 소결 공정에 많이 사용됩니다. 뿐만 아니라 SiC 세라믹은 가마에서 빔, 레일, 세터와 같은 구조 부품으로 사용되며, 이러한 환경에서는 부식성 환경과 기계적 스트레스에 장시간 노출됩니다. 폐열 회수 시스템용 열교환기 장치에 통합되는 것은 가마 관련 열 관리 분야에서 SiC 세라믹의 다재다능함을 더욱 잘 보여줍니다. 이러한 응용 분야들은 산업용 가열 기술에서 실리콘 카바이드가 다양한 작동 요구에 적응할 수 있음을 입증합니다.
주요 산업용 가마 적용 분야는 다음과 같습니다.
2.탄화규소 롤러
3.탄화규소 빔
4.탄화규소 복사관
기술적 이점
1. 탁월한 열 안정성
- 녹는점: 2,730°C (초고온 환경에서도 견딜 수 있음)
- 공기 중에서 최대 1,600°C까지 산화 저항성 (산화 환경에서의 열화 방지)
2. 뛰어난 열전도율
- 상온에서 150 W/(m·K)의 열전도율 (빠른 열 전달 및 균일한 온도 분포 가능)
- 기존 내화 재료에 비해 에너지 소비량을 20~30% 절감합니다.
3. 탁월한 열충격 저항성
- 초당 500°C를 초과하는 급격한 온도 변화를 견딜 수 있습니다 (반복적인 가열/냉각 공정에 이상적).
- 열 순환 조건에서도 구조적 무결성을 유지합니다 (균열 및 변형 방지).
4. 고온에서의 높은 기계적 강도
- 1,400°C에서도 상온 강도의 90%를 유지합니다 (가마의 하중 지지 부품에 매우 중요).
- 모스 경도 9.5 (가마 환경에서 마모성 물질에 의한 마모에 강함).
| 재산 | 탄화규소(SiC) | 알루미나(Al₂O₃) | 내화 금속(예: 니켈 기반 합금) | 전통적인 내화물(예: 내화벽돌) |
| 최고 온도 | 최대 1600°C 이상 | 1500°C | 1200°C (이상에서 연화됨) | 1400~1600°C (온도는 변동될 수 있음) |
| 열전도율 | 높음(120~200 W/m·K) | 낮음(~30 W/m·K) | 중간 정도(~15–50 W/m·K) | 매우 낮음(<2 W/m·K) |
| 열충격 저항성 | 훌륭한 | 나쁨~보통 | 적당한 수준 (연성이 도움이 됨) | 불량 (급격한 온도차에 의한 균열 발생) |
| 기계적 강도 | 고온에서도 강도를 유지합니다. | 1200°C 이상에서 분해됩니다. | 고온에서 약해진다 | 낮음 (취성, 다공성) |
| 내식성 | 산, 알칼리, 용융 금속/슬래그에 대한 내성이 있습니다. | 중간 정도 (강산/강염기의 공격을 받음) | 고온에서 산화/황화되기 쉽습니다. | 부식성 환경에서 성능이 저하됩니다. |
| 수명 | 긴 수명 (내마모성/내산화성) | 중간 정도 (열순환 시 균열 발생) | 짧은 (산화/변형) | 짧은 (박리, 침식) |
| 에너지 효율 | 높음(빠른 열 전달) | 낮음 (열전도율이 낮음) | 중간 정도 (전도성이 있지만 산화됨) | 매우 낮음(절연) |
산업 사례
선도적인 금속 가공 기업이 고온 소성로 시스템에 탄화규소(SiC) 세라믹을 통합한 후 상당한 운영 효율성 향상을 달성했습니다. 기존 알루미나 부품을 SiC로 대체함으로써 이러한 성과를 이루었습니다.탄화규소 버너 노즐해당 기업은 다음과 같이 보고했습니다.
✅ 1500°C 이상의 환경에서 부품 열화가 감소하여 연간 유지보수 비용이 40% 절감됩니다.
✅ SiC의 열충격 및 용융 슬래그로 인한 부식 저항성 덕분에 생산 가동률이 20% 증가했습니다.
✅ ISO 50001 에너지 관리 표준을 준수하며, SiC의 높은 열전도율을 활용하여 연료 효율을 15~20% 최적화합니다.
게시 시간: 2025년 3월 21일