لوله‌های محافظ سیلیکون کاربید پیوند شده با نیترید: کاربردهای اصلی برای صنایع با دمای بالا

Iدر محیط‌های صنعتی بسیار سخت - که با دمای بالا، محیط‌های خورنده و فرسایش فلز مذاب مشخص می‌شوند - حفاظت قابل اعتماد از تجهیزات برای حفظ راندمان تولید و کیفیت محصول بسیار مهم است.لوله‌های محافظ کاربید سیلیکون پیوند شده با نیترید (NBSiC)، یک ماده کامپوزیت با کارایی بالا که از 70-80٪ کاربید سیلیکون (SiC) و 20-30٪ نیترید سیلیکون (Si₃N₄) تشکیل شده است، با خواص استثنایی خود برجسته است: مقاومت در برابر دمای بالا تا 1450 درجه سانتیگراد (1650-1750 درجه سانتیگراد در اتمسفرهای خاص)، مقاومت در برابر خوردگی/سایش عالی، پایداری شوک حرارتی عالی و رسانایی حرارتی بالا.در زیر کاربردهای اصلی آنها آمده است و نشان می‌دهد که چگونه نقاط درد کلیدی تولیدکنندگان جهانی را حل می‌کنند.

۱. محافظت ترموکوپل: نظارت دقیق دما در شرایط سخت

کنترل دما برای کیفیت و ایمنی صنعتی اساسی است و ترموکوپل‌ها ابزار اصلی اندازه‌گیری دما هستند. با این حال، در کوره‌های با دمای بالا، کارخانه‌های ذوب فلزات غیرآهنی و تجهیزات عملیات حرارتی، ترموکوپل‌های محافظت نشده به راحتی در اثر اکسیداسیون، خوردگی یا فرسایش فلز مذاب آسیب می‌بینند - که منجر به قرائت‌های نادرست، توقف‌های برنامه‌ریزی نشده و هزینه‌های بالای نگهداری می‌شود.لوله‌های محافظ NBSiC برای محافظت از ترموکوپل‌ها مهندسی شده‌اند و آنها را به انتخاب برتر برای سناریوهای نظارت بر دمای شدید تبدیل می‌کنند.

ضریب انبساط حرارتی پایین آنها (4.4×10⁻⁶/℃) و تخلخل کم (کمتر از 1%)، پایداری ابعادی را تضمین کرده و از خوردگی در برابر گازهای اسیدی/قلیایی و فلزات مذاب جلوگیری می‌کند. با سختی موس ~9، در برابر سایش ناشی از ذرات معلق مقاوم هستند.کاربردهای کلیدی شامل کوره‌های فولادسازی، کوره‌های ذوب آلومینیوم و کوره‌های سرامیکی است که در آن‌ها لوله‌های NBSiC طول عمر ترموکوپل را در مقایسه با گزینه‌های سنتی، 3 برابر یا بیشتر افزایش می‌دهند.

۲. ذوب و ریخته‌گری فلزات غیرآهنی: حفاظت از فرآیند حیاتی

صنایع ذوب/ریخته‌گری آلومینیوم، مس و روی با چالش‌های عمده‌ای روبرو هستند: فرسایش فلز مذاب و خطرات آلودگی.لوله‌های محافظ NBSiC در اینجا دو نقش اصلی را ایفا می‌کنند و راه‌حل‌های متناسب با نیاز را ارائه می‌دهند.

الف) لوله‌های با انتهای آب‌بندی شده برای محافظت از المنت گرمایشی

در کوره‌های ذوب آلومینیوم، المنت‌های گرمایشی کاربید سیلیکون ضروری هستند اما در برابر فرسایش آلومینیوم مذاب آسیب‌پذیرند.لوله‌های NBSiC با انتهای آب‌بندی‌شده به عنوان یک مانع عمل می‌کنند و عناصر گرمایشی را از فلز مذاب جدا می‌کنند تا طول عمر آنها افزایش یافته و از آلودگی جلوگیری شود.رسانایی حرارتی بالای آنها، انتقال حرارت کارآمد را تضمین می‌کند و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. این لوله‌ها که از نظر قطر (تا ۶۰۰ میلی‌متر) و طول (تا ۳۰۰۰ میلی‌متر) قابل تنظیم هستند، با طرح‌های مختلف کوره سازگار می‌شوند.

ب. پایه‌های چرخ آلومینیومی ریخته‌گری

لوله‌های بالابر NBSiC با انتهای باز، جریان آلومینیوم مذاب را از کوره‌ها به قالب‌های ریخته‌گری در تولید رینگ‌های آلومینیومی تسهیل می‌کنند. با مدول شکست سرد >150MPa و مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی (تحمل 100 سیکل دمای اتاق 1000 درجه سانتیگراد)، این لوله‌ها جریان پایدار و مداوم را تضمین می‌کنند - عیوب ریخته‌گری (تخلخل، آخال‌ها) را کاهش داده و بازده را بهبود می‌بخشند. برخلاف لوله‌های چدنی، NBSiC آلومینیوم مذاب را آلوده نمی‌کند و خلوص محصول را حفظ می‌کند.