Aplikácia
Keramika z karbidu kremíkazohrávajú kľúčovú úlohu v prevádzke priemyselných pecí vo viacerých sektoroch. Primárnou aplikáciou sú trysky horákov z karbidu kremíka, ktoré sa vďaka svojej štrukturálnej stabilite v extrémnych tepelných prostrediach široko používajú vo vysokoteplotných spaľovacích systémoch na metalurgické spracovanie, výrobu skla a vypaľovanie keramiky. Ďalším kľúčovým použitím sú valce z karbidu kremíka, ktoré pôsobia ako nosné a dopravné komponenty v kontinuálnych peciach, najmä pri spekaní pokročilej keramiky, elektronických súčiastok a presného skla. Okrem toho sa keramika SiC používa ako konštrukčné komponenty, ako sú nosníky, koľajnice a usadzovacie zariadenia v peciach, kde je dlhodobo vystavená agresívnemu prostrediu a mechanickému namáhaniu. Ich integrácia do výmenníkov tepla pre systémy spätného získavania odpadového tepla ďalej zdôrazňuje ich všestrannosť v tepelnom manažmente súvisiacom s pecami. Tieto aplikácie podčiarkujú prispôsobivosť karbidu kremíka rôznym prevádzkovým požiadavkám v rámci priemyselných vykurovacích technológií.
Medzi kľúčové aplikácie priemyselných pecí patria:
1.Trysky horákov z karbidu kremíka
4.Sálavá trubica z karbidu kremíka
Technické výhody
1. Výnimočná tepelná stabilita
- Bod topenia: 2 730 °C (odoláva prostrediam s veľmi vysokými teplotami)
- Odolnosť voči oxidácii do 1 600 °C na vzduchu (zabraňuje degradácii v oxidačnom prostredí)
2. Vynikajúca tepelná vodivosť
- tepelná vodivosť 150 W/(m·K) pri izbovej teplote (umožňuje rýchly prenos tepla a rovnomerné rozloženie teploty)
- Znižuje spotrebu energie o 20 – 30 % v porovnaní s tradičnými žiaruvzdornými materiálmi.
3. Bezkonkurenčná odolnosť voči tepelným šokom
- Odoláva rýchlym teplotným výkyvom presahujúcim 500 °C/s (ideálne pre cyklické procesy ohrevu/chladenia).
- Zachováva štrukturálnu integritu pri tepelných cykloch (zabraňuje praskaniu a deformácii).
4. Vysoká mechanická pevnosť pri zvýšených teplotách
- Zachováva si 90 % pevnosti pri izbovej teplote pri 1 400 °C (kritické pre nosné komponenty pece).
- Tvrdosť podľa Mohsa 9,5 (odoláva opotrebovaniu od abrazívnych materiálov v prostredí pecí).
| Nehnuteľnosť | Karbid kremíka (SiC) | Oxid hlinitý (Al₂O₃) | Žiaruvzdorné kovy (napr. zliatiny na báze niklu) | Tradičné žiaruvzdorné materiály (napr. šamotové tehly) |
| Maximálna teplota | Až 1600 °C+ | 1500 °C | 1200 °C (mäkne pri teplote vyššej ako | 1400 – 1600 °C (rôzne) |
| Tepelná vodivosť | Vysoká (120 – 200 W/m·K) | Nízka (~30 W/m·K) | Stredná (~15–50 W/m·K) | Veľmi nízka (<2 W/m·K) |
| Odolnosť voči tepelným šokom | Vynikajúce | Slabé až stredné | Mierna (ťažnosť pomáha) | Slabé (trhliny pri rýchlom ΔT) |
| Mechanická pevnosť | Zachováva si pevnosť pri vysokých teplotách | Degraduje sa nad 1200 °C | Oslabuje pri vysokých teplotách | Nízka (krehká, pórovitá) |
| Odolnosť proti korózii | Odoláva kyselinám, zásadám, roztaveným kovom/troske | Mierne (napadnuté silnými kyselinami/zásadami) | Náchylný na oxidáciu/sulfidáciu pri vysokých teplotách | Degraduje v korozívnom prostredí |
| Životnosť | Dlhá (odolná voči opotrebovaniu/oxidácii) | Mierne (trhliny spôsobené tepelnými cyklami) | Krátky (oxiduje/tečie) | Krátke (odlupovanie, erózia) |
| Energetická účinnosť | Vysoká (rýchly prenos tepla) | Nízka (slabá tepelná vodivosť) | Mierny (vodivý, ale oxiduje) | Veľmi nízke (izolačné) |
Prípadová štúdia v odvetví
Popredný hutnícky spracovateľský podnik dosiahol významné prevádzkové zlepšenia po integrácii karbidu kremíka (SiC) do svojich vysokoteplotných pecí. Nahradením konvenčných komponentov z oxidu hlinitéhoTrysky horákov z karbidu kremíka, podnik oznámil:
✅ O 40 % nižšie ročné náklady na údržbu vďaka zníženej degradácii komponentov v prostrediach s teplotou nad 1500 °C.
✅ 20 % zvýšenie prevádzkyschopnosti vďaka odolnosti SiC voči tepelným šokom a korózii spôsobenej roztavenou troskou.
✅ Súlad s normami ISO 50001 pre energetický manažment s využitím vysokej tepelnej vodivosti SiC na optimalizáciu palivovej účinnosti o 15 – 20 %.
Čas uverejnenia: 21. marca 2025