多くの高温産業炉では 最大の課題は 最大の動作温度そのものではなく 急速な温度変化に耐えられる能力です
これは,特に,以下において,特に当てはまります.
- ローラーオーブン
- シャトルオーブン
- 高温炉
- 予備熱帯
- 熱循環システム
このような条件下では,熱衝撃耐性は,炉具の信頼性に影響を与える最も重要な要因の1つになります.
シリコンカービッドセラミック材料のいくつも再結晶化シリコンカービッド (RSiC)熱ショックに 強い耐性がありますその 独特 な 微細 構造 に よれ ば,多くの 密度の高い 陶器 材料 が 裂け 裂け,早速 破損 する 危険 性 を 抱く 熱 と 冷却 の 条件 に 耐え ます..
この記事では,RSiCが高速加熱環境で,なぜ非常にうまく機能するのかを説明します.再結晶化シリコンカービッド (RSiC).
陶器部品が急速に加熱されると,外面が熱を吸収し,内部は比較的冷たいままになります.
これは次のようになります
- 温度グラデーション
- 熱膨張差
- 内部のストレス濃度
発生したストレスは材料の容量を超えると,結果は次のようになる.
- 表面裂け
- 構造的歪み
- 縁の切断
- 突発的な骨折
温度変動が頻繁な炉の家具の場合,熱ストレスは機械的な負荷よりも信頼性の高い問題である.
セラミック材料は,通常,以下を示します.
- 高圧縮強度
- 優れた硬さ
- 高温安定性
しかし,通常は引き力ストレスに敏感です.
急速な加熱または冷却中に不均等な膨張は構造内の局所的な拉伸ストレスを発生させる.
部品の様々な領域間の温度差が大きければ大きいほど,亀裂発生のリスクが大きい.
そのため,熱衝撃耐性は,高速燃焼環境で動作するオーブンの家具の最も重要な選択基準の1つです.
StarryTM RSiC の主要な利点の1つは,比較的高い熱伝導性です.
温度は1200°Cで35~36W/m·K
熱が構造全体に 迅速に分散できるようになります
熱がより均等に広がるにつれて
- 表面から核までの温度差が減る
- 内部の熱圧がより均一になる
- 熱ショック感度が低下する
多くの従来の耐火材料と比較して,RSiCは熱を大幅に速く転送し,急速な加熱サイクル中に熱均衡を維持するのに役立ちます.
密度の高い圧力が加わらないシリコンカービード (SSiC) と異なり,RSiCは慎重に制御された多孔構造を含んでいます.
≤17%
孔隙性により 最大の機械的強度が低下しますが 重要な技術的利点があります
毛孔状の微細構造は
- 局所的なストレンを吸収する
- 熱ストレスの濃度を軽減する
- 差異拡張に対応する
- 熱循環に対する耐性を向上させる
このストレス解消能力は RSiC が攻撃的な熱ショック環境でより密度の高い陶器材料に優れている理由の1つです
熱膨張はストレスの発生に重要な役割を果たします
4.6 × 10−6 /°C (1200°Cまで)
膨張係数が低いということは,
- 暖房中の次元変化が少ない
- 内部のストレスの蓄積が低い
- 接続されたコンポーネント間の不一致を減らす
- 支柱構造の安定性を向上させる
この性質は,熱膨張の制約が重要なストレス濃度を生む大きなオーブンの家具組件において特に重要になります.
RSiCは,密度の高いシリコンカービッド材料と比較して比較的低密度である.
2.65・2.75g/cm3
低密度で:
- 熱量減少
- 温度をより早く平衡させる
- 低熱慣性
- エネルギー効率の向上
材料がより均等に熱されるため,熱格差は最小限に抑えられ,熱衝撃耐性がさらに向上します
RSiCは熱衝撃耐性が優れているため,以下に広く使用されています.
- セットプレート
- 支柱梁
- バット
- 構造支援
- ローラーオーブン
- トンネル炉
- 高温セラミック炉
- 燃焼区域部品
- 断続式発射システム
- 頻繁に起動/停止するプロセス
1650°C 酸化大気
これは,RSiCを多くの要求の高い産業用焼却環境に適している.
多くのエンジニアは,陶器材料を評価する際,主に強度値に焦点を当てます.
RSiCは,参考として以下を提示しています.
| 資産 | 価値 |
|---|---|
| 破裂モジュール (20°C) | 90〜100 MPa |
| 破裂モジュール (1200°C) | 100~110 MPa |
| 打ち砕く 力 | 300 MPa |
| 骨折強度 | 1.8 ◎2.0 MPa·m1/2 |
| 熱伝導性 (1200°C) | 35~36 W/m·K |
| 熱膨張係数 | 4.6 × 10−6 /°C |
| 表面的な毛孔性 | ≤17% |
| 散布密度 | 2.65・2.75g/cm3 |
これらの機械的性質は重要であるが,熱ショック性能は以下により制御される.
- 熱伝導性
- 熱膨張行動
- ストレスの分布
- 構造的適応性
最大の強さだけで
RSiCは,高速加熱アプリケーションでは,より強いが密度の高い陶器材料よりもよく性能が優れている理由を説明します.
一般的なガイドラインとして:
- ✓ 速速 に 暖かさ や 冷却 を 与える こと が よく あり ます
- ✓ 熱循環が頻繁です
- ✓ 体重を減らすことが重要です
- ✓ 熱ショック耐性は 主要な懸念事項です
- ✓ 最大の機械的強度が必要
- ✓ 腐食耐性は極めて重要です
- ✓ 低孔隙が必須です
- ✓ 重荷を背負うアプリケーションが関わっています
最も強い材料を選択するよりも 実際の故障メカニズムを理解することが重要です
ケグのシリコンカルビッド炉の家具のソリューションをご覧ください:
- 再結晶化シリコンカービッド (RSiC) ビーム
- RSiCセットプレート
- RSiC炉家具システム
- 圧力をかけないシリコンカービッド (SSiC) ビーム
- SSiC ローラー・スティード
詳しくは:
再結晶化シリコンカービッドの優れた熱耐性は 最大密度や最大強度から来ない
その代わりに,それは,次のバランスのとれた組み合わせから来ます:
- 高熱伝導性
- 低熱膨張
- 制御された孔隙性
- 軽量構造
- 優れた温度均一性
RSiCは,これらの性質が熱圧を軽減し,急速な加熱条件下で信頼性を向上させるためにどのように協働するか示しています.
温度変化が激しく,熱循環が頻繁なオーブンシステムでは,RSiCは現在最も信頼性の高いオーブン家具材料の1つです.
急速な加熱アプリケーションでは,熱衝撃耐性は最終的な強度よりもしばしば重要です.
薬剤の組み合わせ熱伝導性 35~36 W/m·K,4.6 × 10−6/°Cの熱膨張そして≤17% 制御された毛孔性その理由を説明します
RSiCは,熱循環環境の要求に応えるために好ましい材料であり続けています.
