Химическая и Металлургия

Для химической и металлургической промышленности характерны экстремальные условия, характеризующиеся высокими температурами, высоким давлением, сильным износом и сильной коррозией. Именно здесь передовые керамические материалы могут наилучшим образом продемонстрировать свои незаменимые преимущества. Глинозем (Al₂O₃), оксид циркония (ZrO₂), карбид кремния (SiC) и нитрид кремния (Si₃N₄) играют ключевые роли.

Ниже приводится подробное введение, преимущества и области применения этой керамики в химической и металлургической промышленности.

В химической и металлургической промышленности выбор материала основан на долговечности, надежности и чистоте. Преимуществами данной керамики являются:

• Чрезвычайная химическая стойкость: они могут выдерживать атаки большинства кислот, щелочей, солей и расплавленных металлов, со сроком службы, намного превышающим срок службы нержавеющей стали и специальных сплавов.
• Превосходная устойчивость к высоким температурам и термическая стабильность: они могут сохранять свою форму и прочность при температурах, превышающих 1600 ° C, без окисления или ползучести.
• Превосходная износостойкость: их чрезвычайно высокая твердость позволяет им выдерживать высокоскоростную эрозию и истирание частиц.
• Высокая прочность и жесткость: они обеспечивают структурную поддержку, особенно при высоких температурах, с гораздо меньшим ухудшением прочности, чем металлы.
• Высокая чистота и устойчивость к загрязнениям: керамика не вносит загрязнения ионами металла при производстве химикатов высокой чистоты, полупроводниковых материалов или прецизионных сплавов.

1. Глинозем (Al₂O₃)
Глинозем является наиболее широко используемым и экономически эффективным инженерным керамическим, с чистотой от 95% до 99,9%, в зависимости от условий эксплуатации.
Преимущества: Коррозионная стойкость, износостойкость, высокая твердость, электрическая изоляция и относительно низкая стоимость.
Специфические применения:

• Основные компоненты для химических насосов и клапанов: производствоМеханические уплотнения, Рабочие колеса, втулки, сердечники клапанов иСедла клапановДля насосов, транспортирующих агрессивные среды (такие как концентрированная серная кислота, соляная кислота и щелок). Это его самое классическое применение.
• Износостойкие подкладки: Используется для футеровки силосов, желобов, труб и вентиляторов.Лезвия, Защищая оборудование от эрозии и износа, вызванных твердыми частицами.
• Меля средства массовой информации: Использованный как меля шарики и выравнивая кирпичи в мельницах шарика, они использованы для того чтобы смолоть пигменты, красители, керамические порошки, магнитные материалы, и другие материалы для предотвращения загрязнения металла.
• Носители катализатора: Пористые шарики или бары глинозема имеют большую поверхностную область и широко использованы как несущие катализатора в нефтехимической промышленности.

2. Цирконий (ZrO₂)

Известный своей высокой прочностью, он особенно подходит для применений, подверженных механическим и тепловым ударам.
Преимущества: Самая высокая трещиностойкость среди керамики, высокая износостойкость, низкая теплопроводность (изоляция) и коррозионная стойкость.

Специфические применения:

• Металлургическая непрерывная отливка стали: Сопла для замерки являются основным применением. Сопротивление циркония превосходное к коррозии расплавленной стали позволяет ему поддерживать стабилизированную апертуру, обеспечивающ стабилизированный процесс непрерывного литья и высококачественные слитки.
• Специальные волокна и обработка стекла: Используется при изготовлении перемешивания стержней, футеровки печи и электродных экранов в стекловаренных печах из-за их превосходной коррозионной стойкости к расплавлению стекла.
• Износостойкие детали: используются в приложениях, подверженных как износу, так и ударам, таких как высококачественные керамические ножницы, ножи иИзносостойкие пластины.

3. Карбид кремния (SiC)
Эта суперкерамика обеспечивает самые полные характеристики, что делает ее незаменимой в приложениях, требующих высокой температуры, высокой проводимости и высокой износостойкости.
Преимущества: Чрезвычайно высокая теплопроводность (отличное рассеивание тепла), отличная прочность при высоких температурах, превосходная устойчивость к тепловому удару (устойчивость к быстрому охлаждению и нагреву), чрезвычайно высокая твердость и износостойкость, а также устойчивость к коррозии различными кислотами и расплавами.
Специфические применения:

• Ключевые компоненты печи: Использованный в изготовлении мебели печи, как ролики, поперечные балки, сагерс, и плиты нажима. Его легкий, высокопрочный и устойчивый к высоким температурам значительно экономит энергию, увеличивает грузоподъемность и продлевает срок службы.
• Теплообменники: используются в производстве керамических теплообменников для рекуперации тепла из высокотемпературных дымовых газов (выше 1000 ° C), задача, с которой металлические теплообменники не могут справиться.
• Компоненты горелки: Использованный в изготовленииНасадкиИ диафрагменные пластины для высокоэффективных, энергосберегающих горелок, позволяющих использовать технологию высокотемпературного сжигания воздуха.
• Защита от химической коррозии: Использованный в изготовлении трубок теплообмена, фильтров, иУплотнительные кольцаДля работы с высокотемпературными, сильно агрессивными средами.
• Металлургическая промышленность: Использованный в алюминиевых электролитических подкладках клетки, конденсаторе порошка цинка, и других применениях для того чтобы сопротивляться корозии от расплавленных металлов и сплавов.

4. Нитрид кремния (Si₃N₄):

Одна из керамики с самыми лучшими общими механическими свойствами, она известна для своих сопротивления термального удара, свойств не-обрызгивания металла, и высокопрочных и твердости.

Преимущества: Превосходное сопротивление термального удара, высокая твердость трещиноватости, низкая плотность, самосмазывающиеся свойства, и свойства non-wetting (non-прилипание) к большинств расплавленным металлам.
Специфические применения:

• Металлургическое непрерывное литье: используется в качестве разделительных колец для горизонтального непрерывного литья. Его ключевой характеристикой являются его свойства не смачивания расплавленных металлов (таких как медь, медные сплавы, алюминий и чугун), обеспечивая плавное отделение слитка от формы и гладкую поверхность.
• Индустрия стальной завальцовки: Как ролики, особенно для горячекатаной катанки, они предлагают превосходную высокотемпературную прочность, сопротивление носки, и сопротивление термального удара.
• Высокотемпературные структурные детали: используются при производствеЗащитные трубки термопары, Тигли для обработки металла и кронштейны, способные длительно работать в расплавленном металле.
• Высокопроизводительные подшипники: Полн-керамические или гибридные керамические подшипники использованы в специализированных эксплуатационных режимах, как сильно коррозионные среды или высокотемпературные, не-смазанные окружающие среды.