Pagrindinis žaliųjų silicio karbido miltelių vaidmuo ugniai atspariose medžiagose
Žali silicio karbido milteliai, pavadinimas skamba kietai. Iš esmės tai savotiškasilicio karbidas (SiC), kuris lydomas daugiau nei 2000 laipsnių temperatūroje varžinėje krosnyje su tokiomis žaliavomis kaip kvarcinis smėlis ir naftos koksas. Skirtingai nuo įprastojuodas silicio karbidas, jis tiksliai kontroliuoja procesą vėlesniame lydymo etape, turi labai mažai priemaišų ir didelį kristalų grynumą, todėl pasižymi unikalia žalia arba tamsiai žalia spalva. Šis „grynumas“ suteikia jam beveik ypatingą kietumą (kietumas pagal Moso skalę siekia net 9,2–9,3, antras po deimantų ir boro karbido), itin puikų šilumos laidumą ir atsparumą aukštai temperatūrai. Ugniai atsparių medžiagų srityje tai „kietas kaulas“, kuris gali atlaikyti, kovoti, kaitintis ir kauptis.
Taigi, kaip šie žali milteliai gali parodyti savo stiprybę atšiauriame ugniai atsparių medžiagų pasaulyje ir tapti nepakeičiamu „pagrindiniu žmogumi“?
Pagerinkite stiprumą ir išliekite aukštos temperatūros „plieninius kaulus“: ugniai atsparios medžiagos labiausiai bijo „neatlaikyti“ aukštos temperatūros, tapti minkštos ir subyrėti.Žali silicio karbido mikromilteliaipasižymi itin dideliu kietumu ir puikiu atsparumu aukštai temperatūrai. Jo įmaišymas į įvairius ugniai atsparius liejinius, tankinimo medžiagas ar plytas yra panašus į didelio stiprumo plieninio tinklelio įmaišymą į betoną. Jis gali sudaryti tvirtą atraminį karkasą matricoje, labai atsparų medžiagos deformacijai ir minkštėjimui esant aukštai temperatūrai. Didelės plieno gamyklos aukštakrosnės geležies kanalo liejiniai anksčiau naudojo įprastas medžiagas, kurios greitai erodavo, geležies srauto greičio nebuvo galima padidinti, o dažna priežiūra atidėdavo gamybą. Vėliau buvo pasiekti techniniai proveržiai, o dalisžali silicio karbido mikromilteliai buvo labai padidintas. „Ei, tai nuostabu!“ Vėliau dirbtuvių direktorius prisiminė: „Kai buvo įdėta nauja medžiaga, išlydyta geležis tekėjo, kanalo pusė buvo akivaizdžiai „pragraužta“, geležies srauto greitis apsivertė aukštyn kojomis, o techninės priežiūros kartų skaičius sumažėjo daugiau nei perpus, o sutaupytos lėšos buvo tikri pinigai!“ Šis tvirtumas yra aukštos temperatūros įrangos ilgaamžiškumo pagrindas.
Pagerinkite šilumos laidumą ir įrenkite ant medžiagos „šilumos kriauklę“: kuo geriau šilumą izoliuoja ugniai atspari medžiaga, tuo geriau! Tokiose vietose kaip koksavimo krosnies durys ir aliuminio elektrolitinių celių šoninės sienelės, pati medžiaga turi greitai praleisti vidinę šilumą, kad vietinė temperatūra nepakiltų per aukštai ir nepažeistų medžiagų. Žaliųjų silicio karbido mikromiltelių šilumos laidumas neabejotinai yra „puikus studentas“ tarp nemetalinių medžiagų (šilumos laidumo koeficientas kambario temperatūroje gali siekti daugiau nei 125 W/m·K, tai yra dešimtis kartų daugiau nei įprastų molio plytų). Jų pridėjimas prie ugniai atsparios medžiagos konkrečioje dalyje yra tarsi efektyvaus „šilumos vamzdžio“ įterpimas į medžiagą, o tai gali žymiai pagerinti bendrą šilumos laidumą, padėti šilumai greitai ir tolygiai išsisklaidyti bei išvengti vietinio perkaitimo ir lupimosi ar pažeidimų, kuriuos sukelia „rėmuo“.
Didinti atsparumą šiluminiam smūgiui ir ugdyti gebėjimą „išlikti ramiam pokyčių akivaizdoje“: vienas iš labiausiai problemiškų ugniai atsparių medžiagų „žudikų“ yra greitas aušinimas ir kaitinimas. Krosnis įjungiama ir išjungiama, o temperatūra smarkiai svyruoja, todėl įprastos medžiagos lengvai „sprogsta“ ir nulupsta.Žalias silicio karbidasMikromilteliai turi santykinai mažą šiluminio plėtimosi koeficientą ir greitą šilumos laidumą, todėl gali greitai subalansuoti temperatūros skirtumo sukeltą įtempį. Įvedus juos į ugniai atsparią sistemą, galima žymiai pagerinti medžiagos gebėjimą atsispirti staigiems temperatūros pokyčiams, t. y. „atsparumą terminiam smūgiui“. Cemento rotacinės krosnies angos ketaus liejinys patiria stipriausius šalčio ir karščio smūgius, todėl jo trumpas tarnavimo laikas buvo ilgalaikė problema. Patyręs krosnies konstrukcijos inžinierius man pasakė: „Nuo tada, kai pradėti naudoti didelio stiprumo liejiniai su žaliais silicio karbido mikromilteliais kaip pagrindiniu užpildu ir milteliais, poveikis buvo iš karto matomas. Kai krosnis sustabdoma techninei priežiūrai, pučia šaltas vėjas, kitos dalys trūkinėja, tačiau ši krosnies angos medžiaga yra tvirta ir stabili, o paviršiuje atsiranda mažiau įtrūkimų. Po ciklo nuostoliai pastebimai sumažėja, sutaupoma daug remonto pastangų!“ Ši „ramybė“ skirta susidoroti su gamybos pakilimais ir nuosmukiais.
Nesžali silicio karbido mikromilteliai Dėl didelio stiprumo, didelio šilumos laidumo, puikaus atsparumo terminiam smūgiui ir didelio atsparumo erozijai, jis tapo šiuolaikinių, aukštos kokybės ugniai atsparių medžiagų kūrimo „sielos draugu“. Nuo aukštakrosnių, konverterių, geležies tranšėjų ir torpedų bakų geležies ir plieno metalurgijoje iki elektrolizės elementų spalvotųjų metalų metalurgijoje; nuo pagrindinių cemento ir stiklo krosnių dalių statybinių medžiagų pramonėje iki labai korozinių krosnių chemijos pramonės, elektros energijos ir atliekų deginimo srityse, ir net liejimo puodelių bei liejimo plieno plytų... Visur, kur yra aukšta temperatūra, dilimas, staigūs pokyčiai ir erozija, šie žali mikromilteliai yra aktyvūs. Jie tyliai įterpiami į kiekvieną ugniai atsparią plytą ir kiekvieną liejinio kvadratą, užtikrindami tvirtą apsaugą pramonės „širdžiai“ – aukštos temperatūros krosnims.
Žinoma, pats žaliųjų silicio karbido mikromiltelių „auginimas“ nėra lengvas. Nuo žaliavų parinkimo, tikslaus varžinės krosnies lydymo proceso valdymo (siekiant užtikrinti grynumą ir žalumą), iki smulkinimo, malimo, ėsdinimo ir priemaišų pašalinimo, hidraulinio arba oro srauto tikslumo klasifikavimo ir griežto pakavimo pagal dalelių dydžio pasiskirstymą (nuo kelių mikronų iki šimtų mikronų) – kiekvienas žingsnis yra susijęs su galutinio produkto stabilumu. Visų pirma, mikromiltelių grynumas, dalelių dydžio pasiskirstymas ir dalelių forma tiesiogiai veikia jų dispersiškumą ir poveikį ugniai atspariose medžiagose. Galima teigti, kad aukštos kokybės žaliųjų silicio karbido mikromilteliai patys savaime yra technologijų ir meistriškumo derinio produktas.