Ключавая роля зялёнага парашка карбіду крэмнію ў вогнетрывалых матэрыялах
Зялёны парашок карбіду крэмнію, назва гучыць жорстка. Па сутнасці, гэта свайго родукарбід крэмнію (SiC), які выплаўляюць пры тэмпературы больш за 2000 градусаў у печы супраціву з выкарыстаннем сыравіны, такой як кварцавы пясок і нафтавы кокс. Адрозніваецца ад звычайнагачорны карбід крэмнію, на познім этапе плаўлення ён мае дакладны кантроль працэсу, з вельмі невялікай колькасцю прымешак і высокай крыштальнай чысцінёй, таму мае ўнікальны зялёны або цёмна-зялёны колер. Гэтая «чысціня» надае яму амаль надзвычайную цвёрдасць (цвёрдасць па Моосу дасягае 9,2-9,3, саступаючы толькі алмазу і карбіду бору) і надзвычай выдатную цеплаправоднасць і трываласць пры высокіх тэмпературах. У сферы вогнетрывалых матэрыялаў гэта «цвёрдая косць», якая можа вытрымліваць, змагацца, награвацца і будаваць.
Дык як жа гэты зялёны парашок можа прадэманстраваць сваю моц у суровым свеце вогнетрывалых матэрыялаў і стаць незаменным «ключавым чалавекам»?
Паляпшайце трываласць і адлівайце высокатэмпературныя «сталёвыя косці»: вогнетрывалыя матэрыялы найбольш баяцца «не вытрымліваць» высокіх тэмператур, станавіцца мяккімі і разбурацца.Зялёны мікрапарашок карбіду крэмніюмае надзвычай высокую цвёрдасць і выдатную трываласць пры высокіх тэмпературах. Даданне яго ў розныя вогнетрывалыя ліцейныя вырабы, трамбовачныя матэрыялы або цэглу падобна да дадання высокатрывалай сталёвай сеткі ў бетон. Ён можа ўтварыць трывалы апорны шкілет у матрыцы, моцна супрацьстаячы дэфармацыі і размякчэнню матэрыялу пад высокай тэмпературай. Ліцейныя вырабы чыгуннага канала даменнай печы вялікага сталеліцейнага завода раней выкарыстоўвалі звычайныя матэрыялы, якія хутка размываліся, хуткасць патоку жалеза нельга было павялічыць, а частае тэхнічнае абслугоўванне затрымлівала вытворчасць. Пазней былі дасягнуты тэхнічныя прарывы, і долязялёны мікрапарашок карбіду крэмнію значна павялічылася. «Гэй, гэта цудоўна!» Пазней дырэктар майстэрні ўспамінаў: «Калі быў закладзены новы матэрыял, расплаўленае жалеза пацякло, бок канала відавочна быў «згрызены», хуткасць патоку жалеза перавярнулася з ног на галаву, а колькасць часу на тэхнічнае абслугоўванне скарацілася больш чым удвая, і эканомія была рэальнай грашовай!» Гэтая трываласць з'яўляецца асновай даўгавечнасці высокатэмпературнага абсталявання.
Палепшыце цеплаправоднасць і ўсталюйце на матэрыял «цеплаадвод»: чым лепш цеплаізаляцыйны вогнетрывалы матэрыял, тым лепш! У такіх месцах, як дзверцы коксавых печаў і бакавыя сценкі алюмініевых электралітычных ячэек, сам матэрыял павінен хутка праводзіць унутранае цяпло, каб прадухіліць занадта высокае мясцовае павышэнне тэмпературы і пашкоджанне. Цеплаправоднасць зялёнага мікрапарашка карбіду крэмнію, безумоўна, з'яўляецца «выдатнікам» сярод неметалічных матэрыялаў (каэфіцыент цеплаправоднасці пры пакаёвай тэмпературы можа дасягаць больш за 125 Вт/м·К, што ў дзясяткі разоў перавышае паказчыкі звычайных гліняных цэглы). Даданне яго да вогнетрывалага матэрыялу ў пэўнай частцы падобна на ўбудаванне ў матэрыял эфектыўнай «цеплавой трубкі», якая можа значна палепшыць агульную цеплаправоднасць, дапамагчы цяплу хутка і раўнамерна рассейвацца, а таксама пазбегнуць лакальнага перагрэву і адслойвання або пашкоджанняў, выкліканых «пякоткай».
Павышэнне ўстойлівасці да цеплавых удараў і развіццё здольнасці «захоўваць спакой перад абліччам змен»: адным з самых праблемных «забойцаў» вогнетрывалых матэрыялаў з'яўляецца хуткае астуджэнне і награванне. Печ уключаецца і выключаецца, тэмпература рэзка вагаецца, і звычайныя матэрыялы лёгка «выбухаюць» і адслойваюцца.Зялёны карбід крэмніюМікрапарашок мае адносна невялікі каэфіцыент цеплавога пашырэння і хуткую цеплаправоднасць, што дазваляе хутка кампенсаваць напружанне, выкліканае перападам тэмператур. Яго ўвядзенне ў вогнетрывалую сістэму можа значна палепшыць здольнасць матэрыялу супраціўляцца рэзкім перападам тэмператур, гэта значыць «ўстойлівасць да цеплавых удараў». Чыгунны адліўны матэрыял у горле печы цэментнай вярчальнай печы падвяргаецца наймацнейшым халодным і гарачым ударам, і яго кароткі тэрмін службы быў даўняй праблемай. Дасведчаны інжынер па будаўніцтве печаў сказаў мне: «З моманту выкарыстання высокатрывалых адліўных матэрыялаў з зялёным мікрапарашком карбіду крэмнію ў якасці асноўнага запаўняльніка і парашка эфект быў імгненным. Калі дзьме халодны вецер, калі печ спыняецца на тэхнічнае абслугоўванне, іншыя дэталі трэскаюцца, але гэты матэрыял горла печы цвёрды і стабільны, і на паверхні менш расколін. Пасля цыкла страты прыкметна зніжаюцца, што дазваляе зэканоміць шмат намаганняў на рамонт!» Гэты «спакой» прызначаны для барацьбы з узлётамі і падзеннямі ў вытворчасці.
Таму штозялёны мікрапарашок карбіду крэмнію Спалучаючы ў сабе высокую трываласць, высокую цеплаправоднасць, выдатную ўстойлівасць да цеплавых удараў і моцную ўстойлівасць да эрозіі, ён стаў «другой паловай» у распрацоўцы сучасных высокапрадукцыйных вогнетрывалых матэрыялаў. Ад доменных печаў, канвертараў, жалезных траншэй і тарпедных танкаў у чорнай і сталеліцейнай металургіі да электралітычных ячэек у каляровай металургіі; ад ключавых частак цэментных і шкляных печаў у прамысловасці будаўнічых матэрыялаў да высокаагрэсіўных печаў у галінах хімічнай прамысловасці, электраэнергетыкі і спальвання адходаў, і нават разліўных чаш і цэглы для ліцця... Усюды, дзе ёсць высокая тэмпература, знос, рэзкія змены і эрозія, гэты зялёны мікрапарашок актыўны. Ён ціха ўбудоўваецца ў кожную вогнетрывалую цэглу і кожны квадрат ліцейнага матэрыялу, забяспечваючы надзейную абарону «сэрца» прамысловасці — высокатэмпературных печаў.
Вядома, сам працэс «вырошчвання» зялёнага мікрапарашка карбіду крэмнію няпросты. Ад выбару сыравіны, дакладнага кантролю працэсу плаўлення ў печы супраціву (для забеспячэння чысціні і экалагічнасці) да драбнення, драбнення, травлення і выдалення прымешак, гідраўлічнай або паветрана-дакладнай класіфікацыі і строгай упакоўкі ў адпаведнасці з размеркаваннем памераў часціц (ад некалькіх мікронаў да соцень мікронаў) — кожны этап звязаны са стабільнай працаздольнасцю канчатковага прадукту. У прыватнасці, чысціня, размеркаванне памераў часціц і форма часціц мікрапарашка непасрэдна ўплываюць на яго дысперснасць і эфект у вогнетрывалых матэрыялах. Можна сказаць, што высакаякасны зялёны мікрапарашок карбіду крэмнію сам па сабе з'яўляецца вынікам спалучэння тэхналогій і майстэрства.