Ruolo funzionale del carburo di silicio 88 nei rivestimenti refrattari
Il carburo di silicio 88 è un grado refrattario di media-purezza contenente circa l'88% di SiC. A differenza dei refrattari isolanti, che riducono principalmente la perdita di calore, il SiC 88 agisce principalmente come refrattario strutturale: trasporta carichi ad alta temperatura, resiste all'abrasione causata da materiali e gas in movimento, diffonde il calore in modo uniforme attraverso l'elevata conduttività termica e resiste all'attacco chimico di scorie, metalli fusi e gas corrosivi. Gli elementi di rivestimento realizzati in SiC 88 vengono generalmente utilizzati come superficie di lavoro direttamente esposta a condizioni operative estreme.
Proprietà chiave rilevanti per le prestazioni del rivestimento
| Proprietà | Comportamento tipico del SiC 88 |
|---|---|
| Contenuto di SiC | Circa l'88% |
| Durezza | Moh circa 9.5 |
| Conduttività termica | L'elevata - riduce i gradienti termici e il rischio-di punti caldi |
| Resistenza agli shock termici | Molto buono - tollera cicli rapidi di riscaldamento e raffreddamento |
| Comportamento all'ossidazione | Forma uno strato protettivo di SiO2 ad alta temperatura, rallentando l'ulteriore ossidazione; la temperatura pratica di servizio è inferiore in atmosfere fortemente ossidanti che in condizioni inerti o riducenti |
| Stabilità chimica | Buona resistenza alla maggior parte delle scorie e dei metalli fusi; flussi molto aggressivi possono richiedere gradi di purezza-più elevati |
Nota sulla temperatura di servizio: la temperatura massima di funzionamento dei refrattari a base di SiC-dipende dall'atmosfera. In condizioni inerti o riducenti il SiC può essere utilizzato a temperature molto elevate, mentre in atmosfere ossidanti il limite pratico è inferiore; la temperatura di servizio massima appropriata per una zona e un'atmosfera specifiche del forno deve essere confermata con il produttore del refrattario.
Forme tipiche nella costruzione del rivestimento
Mattoni e blocchi- mattoni preformati SiC 88 posati con malta refrattaria per focolari, pareti laterali e quarti bruciatore; le dimensioni standard semplificano l'installazione.
Calcinabili e miscele di pigiatura- Grano SiC 88 legato con leganti ad alta-temperatura per rivestimenti fusi-in-posto in geometrie complesse come recipienti di reattori e pavimenti di forni; la costruzione senza giunti-riduce i punti deboli.
Piatti e forme- piastre SiC 88 lavorate per ripiani di forni, contenitori e interni di reattori dove sono richieste planarità e stabilità dimensionale.
Mobili per forno- supporti per carichi di ceramica o polvere durante la cottura; il favorevole rapporto resistenza-/-peso migliora l'efficienza energetica.
Applicazioni industriali rappresentative
Forni per acciaio e fonderia - pareti laterali e rivestimenti della suola a contatto con il metallo fuso.
Forni per la fusione del vetro - binari di scorrimento e canali di alimentazione soggetti a cicli termici e abrasione.
Forni per ceramica - scaffali e piastre per la cottura di piastrelle, sanitari e ceramica tecnica.
I forni da cemento - bruciano-segmenti di zone esposti all'abrasione del clinker e alle alte temperature.
Rivestimenti di reattori chimici - che trattano solidi e gas abrasivi o corrosivi a temperature elevate.
Forni per il riciclaggio dell'alluminio - rivestimenti del focolare resistenti alla penetrazione e all'erosione dell'alluminio fuso.
Considerazioni sull'installazione e sulla manutenzione
La progettazione dei giunti dovrebbe ridurre al minimo gli spazi vuoti per prevenire il surriscaldamento localizzato; i sistemi di ancoraggio devono essere compatibili con la dilatazione termica del SiC; e devono essere applicate malte compatibili per mantenere il rivestimento-a tenuta di gas. L'ispezione regolare per individuare scheggiature o attacchi chimici consente di sostituire le sezioni danneggiate prima che si rompano. In alcuni casi i mattoni SiC 88 usati possono essere frantumati e riutilizzati come aggregato in refrattari monolitici- a servizio inferiore.
Domande frequenti
Q1: Il SiC 88 può resistere al funzionamento continuo superiore a 2.000 gradi?
In atmosfere inerti o riducenti i refrattari SiC possono funzionare a temperature molto elevate. In atmosfere fortemente ossidanti il limite di servizio pratico è inferiore, pertanto la temperatura massima di servizio continuo deve essere confermata con il produttore del refrattario per l'atmosfera e il carico specifici.
D2: Il SiC 88 è migliore dei mattoni di allumina per quanto riguarda la resistenza agli shock termici?
Generalmente sì - la maggiore conduttività termica e la minore espansione termica del SiC 88 gli conferiscono una resistenza superiore ai rapidi cambiamenti di temperatura.
Q3: Quali forme di SiC 88 vengono utilizzate nei forni?
Mattoni, pezzi monolitici, piastre e mobili da forno lavorati su misura-come scaffali e setter.
D4: Il SiC 88 reagisce con l'alluminio fuso?
Presenta una buona resistenza all'alluminio fuso; in condizioni altamente aggressive, si possono prendere in considerazione gradi di purezza-più elevati o rivestimenti protettivi.
D5: Perché viene scelto un grado di purezza-medio come il SiC 88 anziché un SiC di-purezza superiore?
Laddove l'applicazione non richiede livelli di impurità ultra-bassi, il grado 88% fornisce robuste prestazioni refrattarie a costi inferiori.
D6: I rivestimenti SiC 88 possono essere riparati o riciclati?
Le sezioni danneggiate possono essere sostituite selettivamente e i mattoni SiC 88 usati possono essere frantumati e riutilizzati come aggregato in applicazioni monolitiche-per carichi inferiori.