Vihreän piikarbidijauheen keskeinen rooli tulenkestävissä materiaaleissa
Vihreä piikarbidijauhe, nimi kuulostaa kovalta. Se on pohjimmiltaan eräänlainenpiikarbidi (SiC), joka sulatetaan yli 2000 asteessa vastusuunissa raaka-aineilla, kuten kvartsihiekalla ja maaöljykoksilla. Eroaa tavallisestamusta piikarbidiSillä on tarkka prosessinohjaus sulatuksen myöhemmässä vaiheessa, erittäin vähäiset epäpuhtaudet ja korkea kidepuhtaus, minkä ansiosta sillä on ainutlaatuinen vihreä tai tummanvihreä väri. Tämä "puhtaus" antaa sille lähes äärimmäisen kovuuden (Mohsin asteikolla kovuus on jopa 9,2–9,3, toiseksi paras vain timantin ja boorikarbidin jälkeen) sekä erittäin erinomaisen lämmönjohtavuuden ja korkeiden lämpötilojen kestävyyden. Tulenkestävien materiaalien alalla se on "kova luu", joka kestää, taistelee, kuumenee ja kasvaa.
Joten miten tämä vihreä jauhe voi osoittaa vahvuutensa tulenkestävien materiaalien ankarassa maailmassa ja tulla korvaamattomaksi ”avainmieheksi”?
Paranna lujuutta ja vala korkean lämpötilan "teräsluita": Tulenkestävät materiaalit pelkäävät eniten "ei kestä" korkeita lämpötiloja, pehmenemistä ja romahtamista.Vihreä piikarbidimikrojauhesillä on erittäin korkea kovuus ja erinomainen lämmönkestävyys. Sen lisääminen erilaisiin tulenkestävien valujen, tiivistysmateriaalien tai tiilien sekaan on kuin betoniin lisättäisiin suurlujuusteräsverkkoa. Se voi muodostaa matriisiin kiinteän tukirakenteen, joka kestää suuresti materiaalin muodonmuutosta ja pehmenemistä korkeassa lämpötilassa. Suuren terästehtaan masuunin rautakanavan valuissa käytettiin aiemmin tavallisia materiaaleja, jotka erodoivat nopeasti, raudan virtausnopeutta ei voitu lisätä ja tiheä huolto viivästytti tuotantoa. Myöhemmin tehtiin teknisiä läpimurtoja, ja ...vihreä piikarbidimikrojauhe kasvoi huomattavasti. ”Hei, tämä on uskomatonta!” Työpajan johtaja muisteli myöhemmin: ”Kun uutta materiaalia lisättiin, sula rauta virtasi läpi, kanavan puoli selvästi 'nakertautui', raudan virtausnopeus kääntyi ylösalaisin ja huoltokertojen määrä väheni yli puolella, ja säästöt olivat kaikki todellista rahaa!” Tämä sitkeys on korkean lämpötilan laitteiden pitkäikäisyyden perusta.
Paranna lämmönjohtavuutta asentamalla materiaaliin "jäähdytyselementti": Mitä paremmin tulenkestävä materiaali eristää lämpöä, sitä parempi! Esimerkiksi koksausuunin ovissa ja alumiinielektrolyysikennojen sivuseinissä materiaalin on johdettava sisäistä lämpöä nopeasti estääkseen paikallisen lämpötilan nousun liian korkeaksi ja vauriot. Vihreän piikarbidimikrojauheen lämmönjohtavuus on ehdottomasti "erinomainen oppilas" ei-metallisten materiaalien joukossa (huoneenlämmössä sen lämmönjohtavuuskerroin voi olla yli 125 W/m·K, mikä on kymmeniä kertoja tavallisiin savitiiliin verrattuna). Sen lisääminen tulenkestävään materiaaliin tiettyyn osaan on kuin tehokkaan "lämpöputken" upottaminen materiaaliin, mikä voi parantaa merkittävästi kokonaislämmönjohtavuutta, auttaa lämmön nopeaa ja tasaista haihtumista ja välttää paikallista ylikuumenemista ja kuoriutumista tai "närästyksen" aiheuttamia vaurioita.
Paranna lämpöshokin kestävyyttä ja kehitä kykyä "pysyä rauhallisena muutoksen edessä": Yksi tulenkestävien materiaalien ongelmallisimmista "tappajista" on nopea jäähdytys ja kuumentaminen. Uuni kytketään päälle ja pois, ja lämpötila vaihtelee voimakkaasti, ja tavalliset materiaalit "räjähtävät" ja irtoavat helposti.Vihreä piikarbidiMikrojauheella on suhteellisen pieni lämpölaajenemiskerroin ja nopea lämmönjohtavuus, mikä mahdollistaa lämpötilaerojen aiheuttaman rasituksen nopean tasapainottamisen. Sen lisääminen tulenkestävään järjestelmään voi parantaa merkittävästi materiaalin kykyä kestää äkillisiä lämpötilan muutoksia eli "lämpöshokin kestävyyttä". Sementtikiertouunin uunin suuaukkovalukappale altistuu ankarimmille kylmä- ja kuumaiskuille, ja sen lyhyt käyttöikä oli pitkäaikainen ongelma. Kokenut uuninrakennusinsinööri kertoi minulle: "Sen jälkeen, kun vihreää piikarbidimikrojauhetta pääkiviaineksena ja jauheena käytettiin erittäin lujia valukappaleita, vaikutus on ollut välitön. Kun kylmä tuuli puhaltaa uunin pysäytyksen yhteydessä huoltoa varten, muut osat rätisevät, mutta tämä uunin suuaukkomateriaali on lujaa ja vakaata, ja pinnalla on vähemmän halkeamia. Syklin jälkeen hävikki vähenee näkyvästi, mikä säästää monia korjaustöitä!" Tämä "rauhallisuus" on tarkoitettu tuotannon nousujen ja laskujen käsittelyyn.
Koskavihreä piikarbidimikrojauhe Yhdistää suuren lujuuden, hyvän lämmönjohtavuuden, erinomaisen lämmönshokin kestävyyden ja vahvan eroosionkestävyyden, ja siitä on tullut "sielunkumppani" nykyaikaisten, korkean suorituskyvyn omaavien tulenkestävien materiaalien valmistuksessa. Masuuneista, konverttereista, rautakaivannoista ja torpedosäiliöistä rauta- ja teräsmetallurgiassa aina ei-rautametallurgian elektrolyysikennoihin; sementti- ja lasiuunien keskeisistä osista rakennusmateriaaliteollisuudessa erittäin syövyttäviä uuneja kemianteollisuudessa, sähkövoimassa ja jätteenpoltossa, ja jopa valukuppien ja valuterästiilien valmistukseen... Kaikkialla, missä on korkea lämpötila, kulumista, äkillisiä muutoksia ja eroosiota, tämä vihreä mikrojauhe on aktiivinen. Se on hiljaa upotettu jokaiseen tulenkestävään tiileen ja jokaiseen valukappaleen neliöön, tarjoten vankan suojan teollisuuden "sydämelle" – korkean lämpötilan uuneille.
Vihreän piikarbidimikrojauheen "viljely" itsessään ei tietenkään ole helppoa. Raaka-aineiden valinnasta vastusuunin sulatusprosessin tarkasta hallinnasta (puhtauden ja vihreyden varmistamiseksi) murskaamiseen, jauhamiseen, peittaamiseen ja epäpuhtauksien poistoon, hydrauliseen tai ilmavirtaukseen perustuvaan tarkkuusluokitteluun ja tiukkaan pakkaamiseen hiukkaskokojakauman mukaan (muutamasta mikronista satoihin mikroneihin), jokainen vaihe liittyy lopputuotteen vakaaseen suorituskykyyn. Erityisesti mikrojauheen puhtaus, hiukkaskokojakauma ja hiukkasmuoto vaikuttavat suoraan sen dispergoituvuuteen ja tehoon tulenkestävissä materiaaleissa. Voidaan sanoa, että korkealaatuinen vihreä piikarbidimikrojauhe on itsessään teknologian ja käsityötaidon yhdistelmän tulos.