El mobiliario del horno determina el resultado final del proceso de cocción. Por ello, muchas empresas cerámicas eligen cuidadosamente los materiales al ampliar su producción. Hoy en día, las placas de carburo de silicio con aglutinante de nitruro (placas NSiC) se están convirtiendo en una opción fiable para la industria cerámica.
Este artículo muestra un caso práctico de aplicación de placas de NSiC, ayudándole a comprender por qué estas placas pueden reemplazar los paneles tradicionales de mullita, cordierita y alúmina para hornos. Tras leerlo, podrá determinar si son adecuadas para su proceso de cocción.
Muebles para hornos de mullita¿Por qué se están retirando gradualmente de? Cocción diaria de cerámica?
Los muebles de horno de mullita han servido a la industria cerámica diaria durante décadas. Tienen una estructura de poros relativamente abiertos. Durante la cocción del esmalte, los componentes volátiles del esmalte y el polvo cerámico fino se depositan en estos poros. Los residuos atrapados se acumulan en la superficie del estante, dejando manchas, pequeños agujeros o restos de esmalte adheridos a la vajilla. Se observarán mayores índices de rechazo en la vajilla brillante y las tazas decoradas.
La mullita también tiene problemas con los cambios bruscos de temperatura. La rápida dilatación y contracción térmica genera tensiones internas en los tableros de mullita.[1] En casos graves, las placas se rompen durante la cocción y arruinan las pilas de cerámica. Además, la mullita se ablanda gradualmente con el calor sostenido. Una vez que la placa se deforma, los cuencos y platos se deforman durante la cocción.
Todos estos problemas aumentan la carga operativa de su taller. Necesita pedir estantes de mullita nuevos con frecuencia, y su equipo dedica horas extra a retirar los muebles del horno que se han roto. Las paradas frecuentes interrumpen el cronograma de producción y aumentan los costos totales de fabricación.
Muebles para hornos de mullitaCaso de aplicación de la placa NSiC para Una fábrica de cerámica diaria
Uno de nuestros clientes, un productor de cerámica que fabrica productos a diario, ha cambiado las placas de mullita por placas de NSiC tras realizar pruebas de campo.
Desafíos en la configuración de la producción y el mobiliario del horno
Esta fábrica produce grandes volúmenes de cerámica para el hogar, incluyendo platos, cuencos para sopa, tazas de café y vajilla decorada. Utiliza hornos túnel para la cocción continua en masa y hornos de lanzadera para pedidos especiales personalizados. La línea de producción funciona las 24 horas.
Antes de la modernización, la fábrica utilizaba exclusivamente estantes de horno de mullita para todos los procesos de cocción del esmalte. Se enfrentaban a tres problemas:
- La vida útil de la mullita era corta.Tras un ciclo de cocción de 24 horas, la mayoría de las placas de mullita se agrietaron o deformaron en un plazo de 2 a 3 meses.
- La irregularidad en la superficie de los estantes provocó la deformación del producto.Las planchas de mullita deformadas alteraron la posición de apoyo de las cerámicas apiladas. Alrededor de 8 a 101 TP3T de la vajilla terminada presentaba deformación o grietas de cocción.
- La alta porosidad incrementó el consumo de energía y el trabajo de limpieza.La mullita absorbía los vapores del esmalte en el horno. Los residuos requerían una limpieza a fondo entre ciclos.
La fábrica contactó con nuestro equipo técnico para buscar un material más resistente al fuego. En función de sus necesidades, comparamos la cordierita mullita, los materiales aglomerados con carburo de silicio y, finalmente, seleccionamos placas de carburo de silicio aglomeradas con nitruro para la sustitución completa de la línea de producción.
Implementación de placas NSiC y ajustes de procesos
La planta encargó placas de NSiC a medida para que coincidieran con las dimensiones de sus vagones de horno existentes. Siguiendo nuestro consejo, ajustaron el grosor de las placas según el peso de la carga apilada.
El equipo no reemplazó todos los estantes a la vez. Primero realizaron una prueba piloto en un carro del horno para evaluar el rendimiento de los estantes.
Durante la prueba, los operarios ajustaron los patrones de carga. Nuestro equipo técnico también supervisó la distribución de la temperatura en la superficie de la bandeja de NSiC. Observamos que las placas de NSiC soportan cargas más pesadas de forma segura a altas temperaturas. La fábrica aumentó ligeramente la densidad de apilamiento dentro de los límites de seguridad.
Tras confirmar un rendimiento estable, la fábrica instaló placas de NSiC en todas las posiciones del horno túnel. Solo conservaron un pequeño conjunto de estantes de mullita para pruebas de cocción a baja temperatura.
La fábrica optó por utilizar placas NSiC.Ventajas de las placas NSiC vistas en The Proyecto
Este proyecto cerámico cotidiano pone de manifiesto las principales ventajas de las placas de NSiC.
La baja porosidad evita la contaminación del esmalte. El material NSiC posee una estructura densa de poros cerrados. Los vapores del esmalte y el polvo cerámico fino no pueden penetrar profundamente en el cuerpo de la placa. La superficie del estante y los productos se mantienen limpios durante numerosos ciclos de cocción.
Su excelente resistencia al choque térmico permite soportar ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento. No se agrietan fácilmente durante el funcionamiento cíclico del horno, y funcionan igual de bien en hornos túnel de funcionamiento continuo y en hornos lanzadera de funcionamiento variable.
Su gran resistencia a la flexión a altas temperaturas mantiene la planitud de los estantes. Las placas de NSiC mantienen una forma rígida bajo temperaturas de trabajo prolongadas entre 1250 ℃ y 1350 ℃.[2] Las cargas cerámicas pesadas apiladas no doblan la placa.
Su larga vida útil reduce el presupuesto de repuestos. En comparación con las placas de mullita, las placas de NSiC resisten muchos más ciclos de cocción. Esto permite reducir las compras repetidas y el tiempo de inactividad por reemplazo.
Mejoras tras el cambio a placas de NSiC
Después de 6 meses de operación continua, la fábrica recopiló datos de producción claros. La tasa de rechazo de productos cerámicos cocidos se redujo de casi 10% a por debajo de 3%. Un menor número de piezas deformadas y manchadas mejoró el índice de aprobación de los pedidos.
La frecuencia de sustitución de los accesorios del horno disminuyó drásticamente. El taller redujo el tiempo dedicado a desmontar e instalar estantes rotos. Disminuyeron las paradas de producción imprevistas y aumentaron las horas totales de producción disponibles.
La mejor conductividad térmica de las placas de NSiC también generó ganancias de energía. El horno alcanzó la temperatura objetivo de forma más eficiente. La fábrica registró un consumo de gas aproximadamente 121 TP3T menor por cada lote de cocción.
La fábrica también redujo la mano de obra de limpieza. Las superficies de los estantes de NSiC eliminan los residuos de esmalte con mayor facilidad. Los operarios dedicaron menos tiempo a lijar y limpiar los estantes entre ciclos de producción.
Aplicaciones comunes de las placas de NSiC
Las placas NSiC no se limitan únicamente a la producción diaria de vajillas de cerámica. Este material para hornos se puede utilizar en muchos procesos de cocción a alta temperatura.
Producción en masa de hornos túnel continuos
Los hornos túnel funcionan sin interrupción para una producción de gran volumen. Sus estantes soportan una carga térmica constante y un peso de apilamiento considerable.
Las placas de NSiC mantienen su estabilidad dimensional durante cientos de ciclos de cocción. Son ideales para fábricas que priorizan la producción estable a largo plazo.[1]
Cocción por lotes y personalizada en horno de lanzadera
Los hornos de lanzadera se calientan y se enfrían para cada lote. Los cambios frecuentes de temperatura dañan muchos tableros tradicionales.
La gran resistencia al choque térmico del NSiC minimiza la rotura repentina de los soportes. Es ideal para lotes pequeños, piezas cerámicas personalizadas y pruebas de cocción.
Cocción de cerámica y sanitarios esmaltados de alta precisión
La cerámica vidriada y los sanitarios requieren una estricta calidad superficial. La contaminación procedente de los utensilios del horno genera costosos productos defectuosos.
Las placas de NSiC de baja porosidad bloquean la absorción de vapor del esmalte.[2] Ayudan a mantener limpias las superficies cerámicas y a reducir los índices de defectos en los productos cerámicos de alta gama.
Sinterización avanzada de componentes cerámicos
Más allá de la cerámica tradicional, las placas de NSiC permiten la sinterización de piezas cerámicas avanzadas. Estos productos requieren un control dimensional preciso durante el calentamiento. La estabilidad de la planitud de la superficie ayuda a mantener tolerancias estrictas en los componentes cerámicos.
Preguntas frecuentess
¿En qué rango de temperatura pueden funcionar de forma continua las placas de NSiC?
Las placas NSiC ofrecen un rendimiento fiable desde 1200 ℃ hasta 1450 ℃, cubriendo la mayoría de las temperaturas de cocción del esmalte para productos cerámicos de uso diario.
¿Se pueden utilizar placas de NSiC en atmósferas oxidantes de hornos?
Sí. El NSiC mantiene un rendimiento estable en entornos de cocción oxidantes normales. Es la opción estándar para la mayoría de los hornos de esmalte cerámico.
¿Qué factores influyen en la vida útil real de las placas de NSiC en su horno?
Temperatura máxima de cocción, velocidad del ciclo térmico, peso de la carga apilada y atmósfera del horno.
Los cambios bruscos de temperatura y la sobrecarga acortarán el tiempo de servicio.
¿Es necesario aplicar un recubrimiento superficial a las placas de NSiC antes de la cocción del esmalte?
No siempre. Se puede añadir una capa protectora si se utilizan esmaltes muy fluidos que se adhieren con facilidad.
¿Se pueden cortar o mecanizar las placas de NSiC en las instalaciones del cliente después de la entrega?
Es posible realizar un mecanizado limitado in situ. Sin embargo, la mayoría de los ajustes dimensionales se realizan durante la fabricación. El corte in situ puede dañar la estructura del borde del material.
¿Cómo almacenar las placas NSiC sin usar en el taller?
Guarde los platos en zonas secas. Evite golpes fuertes y apilar las tablas demasiado alto.
¿Cuál es la principal diferencia entre las placas de NSiC y las placas de carburo de silicio unidas por reacción?
El NSiC ofrece una excelente resistencia al choque térmico. El SiC unido por reacción tiene mayor densidad, pero tolera menos los cambios bruscos de temperatura.
Conclusión
Cambiar a placas de NSiC requiere una mayor inversión inicial en mobiliario para el horno. Sin embargo, su mayor vida útil y mejor rendimiento reducen el costo total a largo plazo. Si se enfrenta a problemas similares, las placas de NSiC para hornos merecen un lugar en su plan de prueba de materiales.
Nuevos materiales proporciona alta calidad placas de NSiC Para sus hornos. Ofrecemos la posibilidad de realizar pequeñas pruebas piloto para evaluar su rendimiento en su horno antes de iniciar la producción a gran escala. Contáctanos Para obtener más información.
Placa NSiCGracias por leer. Espero que este artículo les sea útil.
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