الوصف
عادةً تعمل مستقبلات كربيد السيليكون (SiC) (تُعرف أيضًا بأنابيب تبادل الحرارة) بالتزامن مع أنابيب الإشعاع الخارجية من كربيد السيليكون (SiC) وأنابيب الإشعاع الداخلية (تُعرف أيضًا بأنابيب اللهب).
يمكن دمج المستقبلات في أنظمة الموقد الكاملة لكل من تطبيقات التسخين المباشر وغير المباشر. ويمكن تركيبها في كل نوع وحجم من الأنابيب المشعة. تقوم المستحدثات بإعادة تدوير الطاقة، حيث تتيح هذه المستقبلات الخزفية التقليدية كفاءة تصل إلى 75٪ في الأنظمة الأكثر تطوراً.
التسخين غير المباشر التقليدي يستخدم بشكل رئيسي المعدن أو سبائكها كأنبوب إشعاع تسخين في نظام التسخين، ولكن حتى الآن فإن الحد الأعلى لدرجة حرارة التشغيل لغالبية أنابيب الإشعاع المعدنية لا يتجاوز 1000 ℃، ولا يمكنه تلبية متطلبات درجات الحرارة العالية التي تتطلبها العديد من العمليات. المشكلة الرئيسية الحالية تكمن في موثوقية الاستخدام الطويل الأمد عند درجات الحرارة المرتفعة وبوجود وسائط أكثر تعقيدًا. يمكن استخدام مواصلات كربيد السيليكون المصهورة تفاعليًا (RBSiC/SiSiC) بشكل مستقر في مختلف الوسائط المسببة للتآكل عند درجة حرارة عالية تبلغ 1380 ℃ ولأجل طويل.
المواصفات
ورقة البيانات الفنية KCE® SiSiC/RBSiC
المعلمات الفنية | وحدة | القيمة |
محتوى كربيد السيليكون | % | 85 |
محتوى السيليكون الحر | % | 15 |
الكثافة الظاهرية عند 20°C | ج/سم³ | ≥3.02 |
المسامية المفتوحة | ٪ حجمي | 0 |
الصلادة HK | كجم/مم² | 2600 |
مقاومة الانحناء عند 20°م | مبا | 250 |
مقاومة الانحناء عند 1200°م | مبا | 280 |
20 – 1000°م (معامل التمدد الحراري) | 10–6 ك–1 | 4.5 |
الconductivity الحراري عند 1000°م | W/م.ك | 45 |
ثابت عند 20°م (معامل المرونة) | GPa | 330 |
درجة حرارة التشغيل | °C | 1300 |
درجة الحرارة القصوى للخدمة (في الهواء) | °C | 1380 |
التطبيقات
تتمتع مواصلات كربيد السيليكون المصهور تفاعليًا (SiSiC) بتطبيقات مهمة في مجال المعالجة الحرارية عند درجات الحرارة العالية، ويُعد التسخين غير المباشر بالغاز طريقة هامة في عمليات التلبيد والانصهار والمعالجة الحرارية للمواد المعدنية وصناعات الزجاج والصناعات البتروكيماوية وغيرها.
المزايا
يمكن استخدام المُسخنات من كربيد السيليكون المصهور بالتفاعل (RBSiC/SiSiC) كمسخنات تعمل بدرجة حرارة عالية وعناصر تسخين، وهي قادرة على التحمل في بيئات تزيد عن 1300 ℃. وفي الوقت نفسه، تمتلك هذه المسخنات قوة ميكانيكية ممتازة وتوصيلية حرارية عالية، ما يُحسن بشكل كبير من كفاءة معدات المعالجة الحرارية. وباستغلال التوصيلية الحرارية العالية (تبلغ خمسة أضعاف التوصيلية في الفولاذ المقاوم للصدأ)، فإن الأنابيب الإشعاعية والأنابيب النارية المصنوعة من سيراميك كربيد السيليكون تحقق انتقال حرارة فعالًا في صناعات المعالجة الحرارية.
مقارنةً بالتسخين عن طريق الاحتراق المباشر، يمكن للتسخين الغازي غير المباشر أن يحسن الكفاءة الحرارية بشكل كبير ويقلل من انبعاث الغازات الضارة مثل أكاسيد النيتروجين (NO). وفي الوقت نفسه، يحسّن استقرار درجة الحرارة ويضمن التحكم في الجو الداخلي للفرن؛ كما أن العديد من عمليات التسخين الصناعية تتطلب عزل القطعة المراد معالجتها عن بيئة الاحتراق. وكل ذلك يستدعي استخدام التسخين الإشعاعي غير المباشر.