Os componentes do forno determinam o resultado final do processo de queima. É por isso que muitas empresas de cerâmica escolhem cuidadosamente os materiais ao expandir sua produção. Atualmente, as placas de carbeto de silício com ligação de nitreto (placas NSiC) estão se tornando uma opção confiável para a indústria cerâmica.
Este artigo apresenta um caso prático de aplicação de placas de NSiC, ajudando você a entender por que elas podem substituir os painéis tradicionais de mulita, cordierita e alumina usados em fornos. Após a leitura, você poderá determinar se elas são adequadas para o seu processo de queima.
Móveis para forno de mulitaPor que eles estão se retirando gradualmente de Queima diária de cerâmica?
Os acessórios para fornos feitos de mulita têm servido à indústria cerâmica diária por décadas. Possuem uma estrutura de poros relativamente abertos. Durante a queima do esmalte, os componentes voláteis do esmalte e o pó cerâmico fino se infiltram nesses poros. Resíduos acumulados ficam presos na superfície da prateleira, deixando manchas, pequenos furos ou o esmalte grudado na sua louça. Você verá taxas de rejeição mais altas para louças brilhantes e canecas decoradas.
A mulita também tem dificuldades com mudanças rápidas de temperatura. A rápida expansão e contração térmica criam tensões internas nas placas de mulita.[1] Em casos graves, as prateleiras quebram durante a queima e danificam as peças de cerâmica empilhadas. Além disso, a mulita amolece gradualmente sob calor constante. Uma vez que a placa se deforma, suas tigelas e pratos também se deformam durante a queima.
Todos esses problemas aumentam a carga operacional da sua oficina. Você precisa encomendar novas prateleiras de mulita com frequência, e sua equipe gasta horas extras removendo móveis quebrados do forno. Paradas frequentes interrompem seu cronograma de produção e aumentam os custos totais de fabricação.
Móveis para forno de mulitaCaso de aplicação da placa NSiC para Uma fábrica de cerâmica diária
Um de nossos clientes, que é um produtor diário de cerâmica, fez a substituição das placas de mulita por placas de NSiC após testes de campo.
Desafios na Configuração da Produção e no Mobiliário do Forno
Esta fábrica produz grandes volumes de cerâmica para uso doméstico diário, incluindo pratos, tigelas de sopa, canecas de café e utensílios de mesa decorados. Utiliza fornos túnel para queima contínua em massa e fornos de vaivém para encomendas especiais personalizadas. A linha de produção funciona 24 horas por dia.
Antes da modernização, a fábrica utilizava placas de mulita para todos os processos de queima de esmalte. Eles enfrentavam três problemas:
- A vida útil da mulita em prateleira era curta.Sob ciclos de queima de 24 horas, a maioria das placas de mulita rachou ou deformou em um período de 2 a 3 meses.
- A irregularidade na planicidade das prateleiras causou deformação do produto.Placas de mulita deformadas alteraram a posição de suporte das cerâmicas empilhadas. Cerca de 8 a 101 peças de louça acabadas apresentaram distorção de forma ou rachaduras de queima.
- A alta porosidade aumentou o consumo de energia e o trabalho de limpeza.A mulita absorveu os vapores do esmalte no forno. Os resíduos exigiram uma limpeza pesada entre os ciclos.
A fábrica contatou nossa equipe técnica em busca de um material com melhor resistência ao fogo. Com base nas suas necessidades, comparamos cordierita-mulita, materiais aglomerados com carbeto de silício e, por fim, selecionamos placas de carbeto de silício aglomerado com nitreto para substituição completa da linha de produção.
Implementação da placa NSiC e ajustes de processo
A fábrica encomendou placas de NSiC com dimensões personalizadas para corresponder às dimensões existentes do seu vagão de forno. Com a nossa consultoria, eles ajustaram a espessura das placas de acordo com o peso da carga da pilha.
A equipe não substituiu todas as prateleiras de uma só vez. Primeiro, realizaram um teste piloto em um vagão-forno para monitorar o desempenho das prateleiras.
Durante o teste, os operadores ajustaram os padrões de carregamento. Nossa equipe técnica também monitorou a distribuição de temperatura na superfície das placas de NSiC. Constatamos que as placas de NSiC suportam cargas mais pesadas com segurança em altas temperaturas. A fábrica aumentou ligeiramente a densidade de empilhamento, dentro dos limites de segurança.
Após confirmar o desempenho estável, a fábrica instalou placas de NSiC em todas as posições do forno túnel. Mantiveram apenas um pequeno conjunto de prateleiras de mulita para testes de queima em baixa temperatura.
A fábrica optou por usar placas NSiC.Vantagens das placas NSiC vistas em The Projeto
Este projeto cerâmico de uso diário demonstra claramente os principais pontos fortes das placas de NSiC.
A baixa porosidade evita a contaminação do esmalte. O material NSiC possui uma estrutura densa de poros fechados. Os vapores do esmalte e o pó cerâmico fino não conseguem penetrar profundamente no corpo da placa. A superfície da prateleira e os produtos permanecem limpos mesmo após vários ciclos de queima.
Excelente resistência ao choque térmico, suportando ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento. Eles não racham facilmente sob operação cíclica do forno, funcionando igualmente bem em fornos túnel de ciclo contínuo e em fornos de vaivém com ciclos variáveis.
A elevada resistência à flexão em altas temperaturas mantém a planicidade da prateleira. As placas de NSiC mantêm sua forma rígida sob temperaturas de trabalho prolongadas entre 1.250℃ e 1.350℃.[2] Cargas cerâmicas pesadas e empilhadas não dobram a placa.
Uma longa vida útil reduz o orçamento para peças de reposição. Em comparação com as placas de mulita, as placas de NSiC suportam muito mais ciclos de queima. Isso reduz as compras repetidas e o tempo de inatividade para substituição.
Melhorias após a mudança para placas NSiC
Após 6 meses de operação contínua, a fábrica coletou dados de produção claros. A taxa de rejeição de produtos cerâmicos queimados caiu de quase 10% para abaixo de 3%. A redução no número de peças deformadas e manchadas melhorou a taxa de aprovação dos pedidos.
A frequência de substituição dos componentes internos do forno caiu drasticamente. A oficina reduziu o tempo gasto na remoção e instalação de prateleiras quebradas. As paradas não planejadas na produção diminuíram e o total de horas de produção disponíveis aumentou.
A melhor condutividade térmica das placas de NSiC também proporcionou ganhos de energia. O forno atingiu a temperatura desejada de forma mais eficiente. A fábrica registrou uma redução de aproximadamente 12% no consumo de gás por lote de queima.
A fábrica também reduziu a mão de obra de limpeza. As superfícies das prateleiras de NSiC (carbono inorgânico de silício) liberam resíduos de esmalte com mais facilidade. Os operadores gastam menos tempo lixando e limpando as prateleiras entre as operações.
Aplicações comuns para placas de NSiC
As placas de NSiC não se limitam apenas à produção diária de utensílios de cerâmica. Você pode aplicar esse material em diversos processos de queima em altas temperaturas.
Produção em massa em forno túnel contínuo
Os fornos túnel funcionam sem interrupção para produção em grande volume. Suas prateleiras suportam carga térmica constante e peso elevado de empilhamento.
As placas de NSiC mantêm a estabilidade dimensional ao longo de centenas de ciclos de queima. São ideais para fábricas que priorizam a produção estável em longo prazo.[1]
Forno de transporte
Os fornos de vaivém aquecem e arrefecem a cada lote. As frequentes mudanças de temperatura danificam muitas tábuas tradicionais.
A elevada resistência ao choque térmico do NSiC minimiza falhas repentinas durante o armazenamento. É ideal para pequenos lotes, peças cerâmicas personalizadas e testes de queima.
Queima de cerâmica esmaltada e louças sanitárias de alta precisão
A cerâmica vidrada e os artigos sanitários exigem um rigoroso controle de qualidade da superfície. A contaminação proveniente dos componentes do forno gera rejeitos dispendiosos.
Placas de NSiC de baixa porosidade bloqueiam a absorção de vapor do esmalte.[2] Eles ajudam a manter as superfícies de cerâmica limpas e reduzem as taxas de defeitos em produtos de cerâmica de alta qualidade.
Sinterização avançada de componentes cerâmicos
Além das cerâmicas tradicionais, as placas de NSiC permitem a sinterização de peças cerâmicas avançadas. Esses produtos exigem um controle dimensional preciso durante o aquecimento. A planicidade estável da placa ajuda a manter tolerâncias rigorosas para componentes cerâmicos.
Perguntas frequentess
Qual a faixa de temperatura em que as placas de NSiC podem operar continuamente?
As placas de NSiC apresentam desempenho confiável de 1.200 °C a 1.450 °C, abrangendo a maioria das temperaturas de queima de esmalte para produtos cerâmicos de uso diário.
As placas de NSiC podem ser usadas em atmosferas oxidantes de fornos?
Sim. O NSiC mantém um desempenho estável em ambientes normais de queima oxidante. É a escolha padrão para a maioria dos fornos de esmalte cerâmico.
O que afeta a vida útil real das placas de NSiC no seu forno?
Temperatura máxima de queima, velocidade do ciclo térmico, peso da carga empilhada e atmosfera do forno.
Oscilações rápidas de temperatura e sobrecargas reduzirão o tempo de serviço.
É necessário aplicar revestimento superficial em placas de NSiC antes da queima do esmalte?
Nem sempre. Você pode adicionar uma camada protetora se estiver processando esmaltes muito fluidos que aderem facilmente.
As placas NSiC podem ser cortadas ou usinadas no local após a entrega?
É possível realizar usinagem limitada no local. No entanto, a maioria dos ajustes dimensionais é feita durante a fabricação. O corte no local pode danificar a estrutura da borda do material.
Como armazenar placas de NSiC não utilizadas na oficina?
Guarde as placas em locais secos. Evite impactos fortes e empilhamento excessivo.
Qual é a principal diferença entre placas de NSiC e placas de carbeto de silício unidas por reação?
O NSiC oferece excelente resistência ao choque térmico. O SiC ligado por reação possui maior densidade, mas é menos tolerante a mudanças rápidas de temperatura.
Conclusão
A transição para placas de NSiC exige um investimento inicial maior em equipamentos para fornos. No entanto, sua maior vida útil e melhor rendimento do produto reduzem o custo total ao longo do tempo. Se você enfrenta problemas semelhantes, as placas de NSiC para fornos merecem um lugar em seu plano de testes de materiais.
Novos Materiais fornece alta qualidade Placas NSiC Para os seus fornos. Oferecemos suporte a pequenos lotes piloto para testar o desempenho dos produtos no seu forno antes do início da produção em larga escala. Contate-nos Para obter mais informações.
Placa NSiCObrigado pela leitura. Espero que este artigo tenha sido útil.
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