เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์: ผู้เล่นที่มีความสามารถหลากหลายในสาขาอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม

ในโลกการผลิตเชิงอุตสาหกรรมอันกว้างใหญ่ การเชื่อมโยงที่สำคัญหลายอย่างไม่อาจดำรงอยู่ได้หากปราศจากการสนับสนุนจากวัสดุประสิทธิภาพสูง วันนี้ เราจะแนะนำวัสดุที่มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม เช่น เตาเผาและระบบกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ปฏิกิริยาเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์เผา
ซิลิกอนคาร์ไบด์เซรามิกคืออะไร?
เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุเซรามิกขั้นสูงที่ประกอบด้วยซิลิคอนและคาร์บอน ไม่ใช่เซรามิกธรรมดา แต่เป็น “เมทาแมทีเรียล” ที่มีคุณสมบัติโดดเด่นมากมาย มีคุณสมบัติเด่นคือ ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ทนทานต่อการสึกหรอได้ดี มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ มีความแข็งสูง และทนต่อการกัดกร่อนทางเคมี ซึ่งทำให้เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์โดดเด่นกว่าวัสดุอื่นๆ
เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึกปฏิกิริยาเป็นเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ชนิดพิเศษ และกระบวนการเตรียมของเซรามิกเหล่านี้มีความพิเศษเฉพาะตัวมาก ขั้นแรก อนุภาคละเอียดของอัลฟาซิลิกอนคาร์ไบด์และสารเติมแต่งจะถูกอัดให้กลายเป็นวัตถุสีเขียว (green body) จากนั้นจึงสัมผัสกับซิลิคอนเหลวที่อุณหภูมิสูง ณ จุดนี้ คาร์บอนในชิ้นงานจะเกิดปฏิกิริยาเคมีอันน่าทึ่งกับซิลิกอนที่ถูกแทรกซึมเข้าไป ก่อให้เกิด β – ซิลิกอน และยึดติดแน่นกับ α – ซิลิกอน ในขณะเดียวกัน ซิลิคอนอิสระจะเข้าไปเติมเต็มรูพรุน จนได้วัสดุเซรามิกที่มีความหนาแน่นสูงในที่สุด
ศิลาฤกษ์ในเตาเผา
การเผาผนึกปฏิกิริยาของเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นบทบาทสำคัญและขาดไม่ได้ในเตาเผาอุณหภูมิสูงหลายประเภท ตัวอย่างเช่น ในเตาเผาผลิตเซรามิก เช่น เตาเผาลูกกลิ้ง เตาเผาอุโมงค์ เตาเผากระสวย ฯลฯ ซิลิกอนคาร์ไบด์จะถูกนำไปผลิตเป็นส่วนประกอบสำคัญ เช่น ปลอกหัวฉีด ลูกกลิ้งคานขวาง และท่อลมเย็น
ปลอกหุ้มหัวฉีดเปลวไฟสามารถควบคุมสมดุลอุณหภูมิภายในเตาเผาได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีคุณสมบัติเด่นคือ ทนความร้อนสูง ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน ทนทานต่อการสึกหรอ และทนต่อการระบายความร้อนและความร้อนอย่างรวดเร็ว ไม่แตกหักหรือเสียรูปหลังจากใช้งานในอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุณหภูมิภายในเตาเผาจะคงที่ ปลอกหุ้มนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเผาผลิตภัณฑ์เซรามิกคุณภาพสูง

ลูกกลิ้งคานขวางและท่อลมเย็นมีหน้าที่สำคัญในการรองรับและระบายอากาศตามลำดับ ลูกกลิ้งคานขวางมีคุณสมบัติทนความร้อนได้ดี ทนทานต่อการเกิดออกซิเดชัน และทนต่อการคืบคลานที่อุณหภูมิสูง ไม่เสียรูปและโค้งงอได้ง่ายหลังจากใช้งานที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ช่วยให้โครงสร้างภายในเตาเผามีความมั่นคงและลำเลียงวัสดุได้อย่างราบรื่น ท่อลมเย็นมีหน้าที่ควบคุมการไหลของก๊าซและการกระจายอุณหภูมิภายในเตาเผา เพื่อให้เตาเผาทำงานได้ตามปกติ
จากมุมมองของชิ้นส่วนที่ปรับแต่งได้ ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านการเผาด้วยปฏิกิริยามีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการผลิตชิ้นส่วนเตาเผา เนื่องจากขนาดที่แทบไม่เปลี่ยนแปลงก่อนและหลังการเผา จึงสามารถแปรรูปเป็นรูปทรงและขนาดต่างๆ ได้หลังจากการขึ้นรูป ผู้ผลิตเตาเผาสามารถปรับแต่งรูปทรงและคุณสมบัติของชิ้นส่วนต่างๆ ให้เหมาะสมกับการออกแบบเตาเผาและความต้องการในการผลิตที่แตกต่างกัน เพื่อตอบสนองความต้องการในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงซับซ้อนและมีขนาดใหญ่ ซึ่งวัสดุอื่นๆ ทำได้ไม่สำเร็จ
แนวป้องกันที่แข็งแกร่งของระบบกำจัดซัลเฟอร์
ในด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม เช่น การกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในโรงไฟฟ้า เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ผ่านการเผาด้วยปฏิกิริยาก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนประกอบสำคัญของหัวฉีดกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซไอเสียที่ปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้ามีสารมลพิษจำนวนมาก เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และหัวฉีดกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นเครื่องมือสำคัญในการกำจัดสารมลพิษเหล่านี้
หัวฉีดกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์แบบซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ผ่านการเผาปฏิกิริยามีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงสูง ความแข็งสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน ทนทานต่อการสึกหรอ และทนต่ออุณหภูมิสูง หัวฉีดมีอายุการใช้งานยาวนานภายใต้สภาวะที่รุนแรง ซึ่งเทียบไม่ได้กับวัสดุทั่วไป หัวฉีดกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่นิยมใช้กัน ได้แก่ หัวฉีดแบบเกลียวและหัวฉีดแบบวอร์เท็กซ์ ซึ่งมีการออกแบบและหลักการทำงานที่แตกต่างกัน แต่สามารถกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและสัมผัสกับก๊าซไอเสียได้อย่างเต็มที่ จึงให้ประสิทธิภาพการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ดี
ด้วยการออกแบบโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ หัวฉีดแบบเกลียวทำให้ของเหลวในชั้นนอกกระทบกับพื้นผิวเกลียวในมุมที่กำหนดบนหัวฉีด เปลี่ยนทิศทางการฉีดพ่นและออกจากหัวฉีด ก่อให้เกิดสนามหมอกทรงกรวยทึบ ซึ่งสามารถให้มุมการฉีดพ่นที่หลากหลาย และยังคงมีประสิทธิภาพการดูดซับสูงภายใต้แรงดันต่ำสุด หัวฉีดแบบวอร์เท็กซ์ช่วยให้สารละลายไหลเข้าสู่ห้องหมุนวนของหัวฉีดจากทิศทางสัมผัส แล้วพุ่งออกจากรูในมุมตั้งฉากกับทิศทางทางเข้า สเปรย์มีขนาดเล็กและสม่ำเสมอ และช่องวอร์เท็กซ์มีขนาดใหญ่ ทำให้ไม่อุดตันได้ง่าย
สำหรับชิ้นส่วนที่กำหนดเองของระบบการกำจัดซัลเฟอร์ ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาปฏิกิริยาสามารถปรับแต่งรูปร่างหัวฉีด ขนาด และลักษณะการพ่นที่เหมาะสมที่สุดตามกระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ที่แตกต่างกัน อัตราการไหลของก๊าซไอเสีย ความเข้มข้น และพารามิเตอร์อื่นๆ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเสถียรของระบบการกำจัดซัลเฟอร์ และตอบสนองข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดยิ่งขึ้น
เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ผ่านการเผาด้วยปฏิกิริยามีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม เช่น เตาเผาและระบบกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวและข้อได้เปรียบที่สามารถปรับแต่งได้ เซรามิกเหล่านี้รับประกันประสิทธิภาพ ความเสถียร และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของกระบวนการผลิตในภาคอุตสาหกรรม อีกทั้งยังเป็นแรงผลักดันสำคัญในการยกระดับและพัฒนาเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม