Rolul cheie al pulberii verzi de carbură de siliciu în materialele refractare
Pulbere verde de carbură de siliciu, numele sună dur. Este în esență un fel decarbură de siliciu (SiC), care este topit la peste 2000 de grade într-un cuptor cu rezistență cu materii prime precum nisip cuarțos și cocs de petrol. Diferit de cel obișnuitcarbură de siliciu neagră, are un control precis asupra procesului în etapa ulterioară a topirii, cu foarte puține impurități și o puritate cristalină ridicată, astfel încât prezintă o culoare verde sau verde închis unică. Această „puritate” îi conferă o duritate aproape extremă (duritatea Mohs este de până la 9,2-9,3, a doua după diamant și carbură de bor) și o conductivitate termică extrem de excelentă și o rezistență la temperaturi ridicate. În domeniul materialelor refractare, este un „os dur” care poate rezista, lupta, încălzi și se poate construi.
Așadar, cum poate această pulbere verde să-și arate puterea în lumea dură a materialelor refractare și să devină un „om cheie” indispensabil?
Îmbunătățiți rezistența și turnați „oase de oțel” rezistente la temperaturi ridicate: Materialele refractare se tem cel mai mult să „nu poată rezista” la temperaturi ridicate, să se înmoaie și să se prăbușească.Micropulbere verde de carbură de siliciuare o duritate extrem de mare și o rezistență excelentă la temperaturi ridicate. Adăugarea sa la diverse materiale turnate refractare, materiale de batere sau cărămizi este ca adăugarea unei plase de oțel de înaltă rezistență la beton. Poate forma un schelet solid de susținere în matrice, rezistând puternic la deformarea și înmuierea materialului sub sarcină la temperaturi ridicate. Piesele turnate ale canalului de fier al furnalului unei mari oțelării foloseau anterior materiale obișnuite, care se erodau rapid, debitul de fier nu putea fi crescut, iar întreținerea frecventă întârzia producția. Ulterior, s-au făcut progrese tehnice, iar proporția demicropulbere verde de carbură de siliciu a crescut considerabil. „Hei, este uimitor!” Directorul atelierului și-a amintit ulterior: „Când a fost introdus noul material, fierul topit a curs prin el, partea canalului a fost evident «rodată», debitul de fier s-a răsturnat, iar numărul de întreținere a fost redus cu mai mult de jumătate, iar economiile au fost toate în valoare reală!” Această rezistență stă la baza longevității echipamentelor pentru temperaturi înalte.
Îmbunătățiți conductivitatea termică și instalați un „radiator” pe material: Cu cât materialul refractar este mai termoizolant, cu atât mai bine! Pentru locuri precum ușile cuptoarelor de cocs și pereții laterali ai celulelor electrolitice din aluminiu, materialul în sine trebuie să conducă rapid căldura internă pentru a preveni creșterea excesivă a temperaturii locale și deteriorarea acesteia. Conductivitatea termică a micropulberii de carbură de siliciu verde este cu siguranță un „elev excelent” printre materialele nemetalice (coeficientul de conductivitate termică la temperatura camerei poate ajunge la peste 125 W/m·K, de zeci de ori mai mare decât cel al cărămizilor obișnuite din lut). Adăugarea acesteia la materialul refractar într-o anumită parte este ca și cum ai încorpora o „țeavă de căldură” eficientă în material, care poate îmbunătăți semnificativ conductivitatea termică generală, poate ajuta la disiparea rapidă și uniformă a căldurii și poate evita supraîncălzirea locală și exfolierea sau deteriorarea cauzată de „arsuri la stomac”.
Îmbunătățiți rezistența la șocuri termice și dezvoltați capacitatea de a „rămâne calm în fața schimbării”: Unul dintre cei mai supărători „ucigași” ai materialelor refractare este răcirea și încălzirea rapidă. Cuptorul este pornit și oprit, iar temperatura fluctuează violent, iar materialele obișnuite sunt ușor de „explodat” și decojit.Carbură de siliciu verdeMicropulberea are un coeficient de dilatare termică relativ mic și o conductivitate termică rapidă, care poate echilibra rapid stresul cauzat de diferența de temperatură. Introducerea sa în sistemul refractar poate îmbunătăți semnificativ capacitatea materialului de a rezista la schimbări bruște de temperatură, adică „rezistența la șocuri termice”. Fonta turnată din cuptorul rotativ de ciment este supusă celor mai severe șocuri la rece și la cald, iar durata sa de viață scurtă a fost o problemă de lungă durată. Un inginer experimentat în construcții de cuptoare mi-a spus: „De la utilizarea materialelor turnate de înaltă rezistență cu micropulbere de carbură de siliciu verde ca agregat principal și pulbere, efectul a fost imediat. Când bate vântul rece când cuptorul este oprit pentru întreținere, alte piese trosnesc, dar acest material al gurii cuptorului este ferm și stabil, iar fisurile de suprafață sunt mai puține. După un ciclu, pierderile sunt vizibil reduse, economisind multe eforturi de reparații!” Acest „calm” este menit să facă față fluctuațiilor de producție.
Deoarecemicropulbere verde de carbură de siliciu Combinând rezistența ridicată, conductivitatea termică ridicată, rezistența excelentă la șocuri termice și rezistența puternică la eroziune, a devenit „sufletul pereche” în formularea materialelor refractare moderne de înaltă performanță. De la furnale, convertoare, tranșee de fier și rezervoare de torpile în metalurgia siderurgică, până la celule electrolitice în metalurgia neferoasă; de la piese cheie ale cuptoarelor de ciment și cuptoarelor de sticlă din industria materialelor de construcții, până la cuptoare extrem de corozive din domeniile industriei chimice, energiei electrice și incinerării deșeurilor, și chiar cupe de turnare și cărămizi de oțel fluid pentru turnare... Oriunde există temperaturi ridicate, uzură, schimbări bruște și eroziune, această micropulbere verde este activă. Este încorporată silențios în fiecare cărămidă refractară și fiecare pătrat de material turnabil, oferind o protecție solidă pentru „inima” industriei - cuptoarele cu temperatură înaltă.
Desigur, „cultivarea” micropulberii de carbură de siliciu verde în sine nu este ușoară. De la selecția materiei prime, controlul precis al procesului de topire în cuptorul cu rezistență (pentru a asigura puritatea și caracterul verde), până la concasare, măcinare, decapare și îndepărtarea impurităților, clasificarea hidraulică sau a preciziei fluxului de aer, până la ambalarea strictă în funcție de distribuția dimensiunii particulelor (de la câțiva microni la sute de microni), fiecare etapă este legată de performanța stabilă a produsului final. În special, puritatea, distribuția dimensiunii particulelor și forma particulelor micropulberii afectează direct dispersabilitatea și efectul acesteia în materialele refractare. Se poate spune că micropulberea de carbură de siliciu verde de înaltă calitate este ea însăși produsul combinării tehnologiei cu măiestria.