La fabricación a altas temperaturas requiere de soportes para hornos duraderos y fiables. Es posible que haya utilizado placas tradicionales de alúmina o mullita para su producción. Sin embargo, estas placas son más propensas a agrietarse ante cambios bruscos de temperatura, lo que reduce la eficiencia de la producción y aumenta los costos.
Las placas de carburo de silicio recristalizado (RSiC) se están consolidando como una alternativa de alto rendimiento para procesos térmicos industriales exigentes. En este artículo, presentamos un caso práctico de uno de nuestros clientes. Este caso, procedente de una planta de cerámica técnica, puede ayudarle a determinar si las placas de RSiC son la opción idónea para su línea de producción.
¿Qué hace que las placas RSiC destaquen??
Placas RSiC Además de los materiales convencionales para el mobiliario del horno, poseen características superiores que reducirán las interrupciones y los costos a largo plazo de su operación.
Estabilidad a altas temperaturas
Las placas de RSiC conservan su forma y resistencia incluso a temperaturas de funcionamiento continuas de hasta 1650 ℃.[1] No se ablandan bajo carga a altas temperaturas como las placas de alúmina porosa. Incluso después de miles de ciclos de producción, apenas se aprecian deformaciones. Esto significa que la calidad de su producto se mantendrá estable a lo largo del tiempo.
Resistencia al choque térmico
Los ciclos rápidos de calentamiento y enfriamiento someten a las placas del horno a una enorme tensión. El carburo de silicio recristalizado tiene un bajo coeficiente de dilatación térmica y una alta conductividad térmica, lo que le permite soportar cambios bruscos de temperatura sin agrietarse ni descascarillarse.
Eficiencia energética
Las placas RSiC tienen una masa térmica relativamente baja en comparación con otras placas ignífugas de gran peso. Esto permite un calentamiento y enfriamiento más rápidos, lo que reduce el tiempo de producción. Al mismo tiempo, se desperdicia menos energía, lo que también permite reducir el consumo energético.
Placas RSiC para uso en hornos industrialesAnálisis de caso: Línea de producción de cerámica técnica
La mejor manera de evaluar el rendimiento de las placas RSiC es verlas en acción. Un fabricante de cerámica técnica reemplazó sus bandejas de horno tradicionales con placas Newthink RSiC y obtuvo importantes beneficios con esta mejora.
El desafío
Este cliente se especializaba en componentes cerámicos avanzados para aplicaciones aeroespaciales e industriales. Su producción se basaba en hornos de sinterización por lotes que funcionaban a 1550 ℃, y originalmente utilizaban placas de carburo de silicio con aglutinante de alúmina como soportes para los hornos.[2]
Estas placas comenzaron a deformarse después de tan solo 3 meses de uso regular. La flexión excesiva provocó una distribución desigual del calor en toda la carga del producto, lo que generó altas tasas de rechazo debido a las piezas terminadas deformadas.
Las fracturas obligaban a reemplazar parcialmente las placas cada dos meses, lo que reducía la producción mensual. Esto también conllevaba un aumento de los costes de repuestos y mano de obra.
Solución e implementación de la placa RSiC
El cliente optó por nuestras placas de carburo de silicio recristalizado, cortadas a medida para que coincidieran con las dimensiones de las bandejas de su horno.
Trabajamos con su equipo de ingeniería para verificar la capacidad de carga y la compatibilidad térmica antes de la instalación completa.
Las placas se instalaron durante una parada programada para mantenimiento, sin modificar la estructura del horno.
La fábrica sustituyó los componentes del horno por las placas RSiC que suministramos.Resultados y mejoras
Tras 12 meses de funcionamiento continuo, el cliente informó de grandes mejoras en numerosos indicadores de rendimiento.
- Las placas de RSiC no mostraron deformación ni flexión medibles., incluso después de cientos de ciclos térmicos. La superficie plana y estable redujo las tasas de rechazo del producto por defectos geométricos en 22%.
- Se eliminó el agrietamiento. Los ciclos de reemplazo de placas se extendieron de 6 meses a más de 24 meses de vida útil esperada, lo que redujo los costos anuales de reemplazo de los muebles del horno en un estimado de 58%.
- La reducción del tiempo de inactividad por mantenimiento aumentó la eficiencia general de la producción en 18%.. El cliente pudo añadir dos lotes de producción adicionales al mes sin ampliar la capacidad de su horno.
Aplicaciones industriales de las placas de RSiC
Las placas de carburo de silicio recristalizado ofrecen ventajas en una amplia gama de entornos de fabricación a altas temperaturas. Su estabilidad, pureza y durabilidad las convierten en una solución versátil para numerosos procesos.
Sinterización de componentes electrónicos
En los componentes electrónicos, la pureza del producto es fundamental. Las placas de RSiC de alta pureza no liberan contaminantes en la atmósfera del horno. Su excelente planitud garantiza una transferencia de calor uniforme a las piezas pequeñas y delicadas, lo que se traduce en un rendimiento eléctrico más estable.
Sinterización de polvo
La sinterización de polvos metálicos a menudo implica altas temperaturas y atmósferas reductoras.[2] Las placas de RSiC mantienen su estructura en estas condiciones extremas mejor que la mayoría de los materiales resistentes al fuego. Pueden soportar cargas pesadas sin deformarse, incluso a temperaturas máximas.
Calcinación de materiales magnéticos
La producción de ferrita y materiales magnéticos de tierras raras requiere un control térmico preciso. Las placas RSiC proporcionan una excelente uniformidad térmica en toda la superficie del estante, lo que ayuda a lograr propiedades magnéticas uniformes en el producto final.
Cómo seleccionar la placa RSiC adecuada para su operación.?
No todas las placas RSiC se fabrican con el mismo estándar. Si desea adquirirlas, tenga en cuenta los siguientes factores clave al buscar proveedores para su línea de producción.
Pureza y estructura
La materia prima de alta pureza y la recristalización controlada dan como resultado una estructura uniforme de grano fino. Esto proporciona mayor resistencia y durabilidad ante choques térmicos.
Evite las placas con porosidad visible o grano irregular. Se deteriorarán prematuramente bajo ciclos térmicos.
Tolerancia y planitud
Las placas con una planitud deficiente provocarán una carga desigual y puntos de tensión prematuros. Para la mayoría de las aplicaciones industriales, busque placas con una tolerancia de planitud de ±0,5 mm por metro.
Opciones de tamaño y grosor personalizados
Cada horno y proceso de producción tiene requisitos únicos de carga y espacio. Newhink ofrece cortes a medida para adaptarse a las dimensiones exactas de sus estantes. También recomendamos el grosor óptimo de la placa según la carga máxima por estante y la temperatura de funcionamiento.
Preguntas frecuentes
¿Cómo calculo cuántas placas de RSiC necesito para mi horno?
Comience con el área de las repisas internas de su horno y el tamaño de cada placa. Tenga en cuenta pequeños espacios entre las placas para permitir la dilatación térmica. Newhink puede ayudarle a calcular la cantidad y la disposición exactas para su modelo de horno específico.
¿Cuál es la temperatura máxima de funcionamiento de las placas de SiC recristalizado?
Las placas RSiC pueden utilizarse de forma continua a temperaturas de hasta 1650 °C en atmósferas oxidantes. Para atmósferas reductoras o inertes, la temperatura máxima recomendada ronda los 1600 °C.
¿Cómo se comparan las placas de RSiC con las placas de carburo de silicio unidas por reacción?
Las placas de RSiC tienen mayor pureza y mejor estabilidad a altas temperaturas que las de RBSiC. Además, ofrecen una resistencia superior al choque térmico. Las placas de RBSiC son más económicas.
¿Se pueden utilizar las placas de RSiC en atmósferas reductoras o de vacío?
Sí. Pero no se recomiendan para entornos fuertemente alcalinos ni para la exposición prolongada a metales fundidos.
¿Cuál es la vida útil típica de una placa de RSiC en un horno discontinuo?
La vida útil varía según la velocidad del ciclo, la temperatura máxima, el peso de la carga y las prácticas de manipulación. En operaciones de sinterización por lotes estándar entre 1400 y 1550 °C, las placas de RSiC suelen durar entre 2 y 3 años.
¿Las placas de RSiC liberan impurezas?
No. No desprenden gases ni reaccionan con la mayoría de los polvos cerámicos o metálicos a temperaturas de sinterización estándar.
¿Se pueden reparar las placas RSiC dañadas?
Las pequeñas mellas en los bordes se pueden lijar para que queden lisas sin que ello afecte al rendimiento. Sin embargo, las placas agrietadas o muy deformadas no se pueden reparar eficazmente.
Conclusión
Las placas RSiC ofrecen mejoras de rendimiento comprobadas para operaciones de fabricación a altas temperaturas. Si actualmente tiene problemas con estantes de horno deformados o agrietados, estas placas ofrecen una solución rentable a largo plazo.
Nuevos materiales Somos un fabricante y proveedor profesional de cerámica. Ofrecemos placas RSiC de alta calidad para las industrias más exigentes. Contáctanos comenzar con un pequeño lote de prueba.
Gracias por leer. Espero que este artículo les sea útil.
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