placas de carboneto de silício As placas de carbeto de silício desempenham um papel importante no aquecimento, suporte e proteção dentro de fornos e estufas em indústrias de alta temperatura. Influenciadas por diversos fatores, essas placas podem apresentar problemas como rachaduras, desprendimento, oxidação e deformação, reduzindo sua vida útil e contaminando os produtos, o que acarreta efeitos adversos na produção.
Este artigo fornecerá uma visão geral detalhada dos problemas comuns encontrados durante o uso de placas de carbeto de silício em fornos. Combinando casos práticos de aplicação em fornos cerâmicos de uso diário, realizará uma análise aprofundada das principais causas desses problemas, servindo como referência para profissionais da produção em fornos.
Placas de carboneto de silício usadas em fornos cerâmicos de uso diário.5 Problemas comuns com placas de carboneto de silício em aplicações de fornos
Embora as placas de carboneto de silício apresentem excelente desempenho em altas temperaturas, elas são mais suscetíveis a danos causados por fatores externos em ciclos de alta temperatura e atmosferas complexas de fornos. A seguir, apresentamos 5 tipos comuns de danos em placas de carboneto de silício.
Rachaduras e fraturas
É o problema mais comum em placas de carboneto de silício utilizadas em fornos. Manifesta-se como microfissuras, fissuras irregulares ou falha estrutural completa.
O aparecimento de fissuras é causado principalmente por tensões térmicas e mecânicas. A mudança repentina de temperatura no forno provoca a expansão e contração desiguais das placas. Quando essas tensões excedem a resistência à tração das placas, as fissuras inevitavelmente surgem. A montagem incorreta também pode causar distribuição desigual de tensões, levando ao aparecimento de fissuras.
Desprendimento
O desprendimento de partículas danifica diretamente utensílios de mesa, xícaras e pratos, aumentando a taxa de refugo. Se as placas de carbeto de silício apresentarem desprendimento, as partículas que caem se depositam sobre os produtos que estão sendo queimados no forno, resultando em defeitos superficiais.
Além disso, partículas de carbono geradas pela combustão incompleta também podem cair através das aberturas da chama, formando manchas pretas nos produtos.
Oxidação e Deformação
O carbeto de silício reage com o oxigênio em altas temperaturas, formando sílica. Em temperaturas de 180-270°C e 570-600°C, a sílica sofre uma expansão volumétrica rápida e violenta, destruindo as placas.
Entretanto, o carregamento excessivo das placas de carboneto de silício ou a instalação desalinhada dos pilares do forno podem fazer com que as placas se deformem ou entortem em altas temperaturas, comprometendo ainda mais o efeito de aquecimento uniforme dentro do forno.
Permeação de gás e perda de calor
Os gases de alta temperatura no forno podem penetrar facilmente nas placas de carbeto de silício e criar poros internos. Isso degrada o desempenho mecânico e reduz a vida útil.
A sinterização ocorrerá quando as placas de carbeto de silício forem utilizadas por um longo período em alta temperatura. Isso reduzirá a eficiência de aquecimento das placas, o que afetará a eficiência do forno.
Corrosão e envelhecimento
Espera-se também que as placas de carbeto de silício reajam com materiais cerâmicos, esmaltes queimados no forno, bem como com gases corrosivos produzidos. Essa reação levará à corrosão.
O processo de sinterização em altas temperaturas causa alterações no tamanho das placas, resultando em envelhecimento. O desempenho das placas irá diminuir gradualmente, até que finalmente deixem de atender aos requisitos de operação do forno.
Análise de Caso de Placas de Carbeto de Silício em Aplicações de Fornos
Tomando como exemplo as placas de RBSiC utilizadas em um forno cerâmico de uso diário, este caso fornece uma análise detalhada das causas de fissuras, deformações e desprendimento de escória. Apresentaremos medidas para sua referência ao utilizar placas de SiC em fornos semelhantes.
Fundo
Uma empresa produtora de cerâmica de uso diário enfrentou problemas como rachaduras, deformações e desprendimento de escória em suas placas de carbeto de silício. As partículas em queda contaminaram os produtos, e as partículas de carbono dentro do forno resultaram em manchas pretas na cerâmica. Esses problemas levaram diretamente a um aumento na taxa de rejeição e a um aumento significativo nos custos de substituição dos componentes do forno.
Problemas encontrados pelas placas de carboneto de silício da EnterpriseAnálise
Os testes demonstraram que as placas de carbeto de silício não apresentam defeitos inerentes. Todos os problemas foram causados por fatores externos.
Não havia um protocolo padronizado de aquecimento e resfriamento. A taxa de aquecimento dentro dos intervalos de temperatura críticos era muito rápida, resultando em tensão térmica que causava fissuras.
Os processos de montagem também não foram adequadamente padronizados. O impacto mecânico resultou em danos ocultos às placas, e uma distribuição desigual de pressão aumentou a tendência ao aparecimento de fissuras.
A atmosfera fortemente oxidante e a alta umidade dentro do forno aceleraram a oxidação do carbeto de silício. Além disso, a insuficiência de ar para a combustão resultou em combustão incompleta, causando contaminação com partículas de carbono. Isso intensificou o desprendimento de escória.
Medidas de retificação
Ao utilizar placas de carbeto de silício novas pela primeira vez, elas são colocadas uniformemente na área central do forno para minimizar o impacto das flutuações de temperatura.
A fábrica possui procedimentos operacionais padronizados para reduzir as taxas de aquecimento e resfriamento dentro de intervalos críticos de temperatura. Foram tomadas medidas de proteção durante o manuseio e a montagem das placas para evitar danos mecânicos. Além disso, inspeções regulares foram realizadas para garantir que as placas fossem reparadas ou substituídas em tempo hábil.
O forno foi otimizado para evitar umidade e excesso de vapor. A fábrica também aprimorou o sistema de combustão e a vedação do forno para reduzir a geração de partículas de carbono.
Resultados
Após a implementação das medidas, o problema de danos às placas de carbeto de silício foi resolvido e a contaminação por escória e partículas de carbono foi eliminada. A vida útil das placas foi prolongada e a frequência de substituição dos componentes do forno diminuiu em mais de 601 unidades. A taxa de rejeição do produto retornou aos níveis normais.
Se você estiver enfrentando problemas semelhantes, a abordagem analítica deste caso pode servir como referência.
Utilização adequada de placas de carbeto de silício em fornos
A maior parte dos danos às placas de carbeto de silício em fornos resulta de práticas não padronizadas de uso, operação e instalação. Você pode gerenciar o processo considerando as seguintes 5 dimensões.
Seleção e compatibilidade adequadas
Escolha placas de carbeto de silício com especificações adequadas às suas condições de trabalho. Preste atenção também à compatibilidade do material. Certifique-se de que as placas de carbeto de silício não sofrerão reação química com as massas cerâmicas ou esmaltes durante a queima.
Respeite as especificações de instalação.
O manuseio das chapas deve minimizar impactos mecânicos ou vibrações que possam danificá-las. As chapas devem ser mantidas niveladas e apoiadas pelo método de três pontos. Os apoios devem estar alinhados verticalmente entre si.
Devem ser reservados espaços adequados para a expansão entre as placas e entre as placas e as paredes do forno.
Reforçar o controle operacional
Coloque os produtos com cuidado para evitar danos mecânicos causados pelo impacto contra as placas de carbeto de silício. Aquecer e resfriar lentamente reduzirá o choque térmico.
O produto não seco não deve ser colocado no forno. Em fornos elétricos, evite a queima a seco ou a queima com o forno vazio.
Otimizar Ambiente de forno
Em condições de alta umidade, tome medidas de proteção contra umidade e desumidificação e inspecione regularmente a vedação do forno. Repare imediatamente quaisquer problemas na estrutura do forno. É fundamental garantir uma circulação de ar adequada no interior do forno para criar um ambiente estável e propício ao seu funcionamento.
Manutenção oportuna
Desenvolva um processo de inspeção e manutenção. Durante cada manutenção, inspecione cuidadosamente as superfícies das placas em busca de rachaduras, desprendimento, deformação ou corrosão. Limpe os resíduos da superfície das placas de carbeto de silício e substitua as placas severamente danificadas.
As placas de carbeto de silício devem ser armazenadas em local seco e ventilado para evitar a umidade.
Perguntas frequentes
Por que o aquecimento irregular causa falha na placa?
Mudanças bruscas de temperatura causam expansão desigual e criam tensões internas. Quando a tensão excede a resistência à tração, as placas racham.
Como os pilares do forno afetam a vida útil da chapa?
Pilares desalinhados criam uma distribuição de pressão desigual. Isso leva a deformações ou fraturas em altas temperaturas. Sempre utilize suporte vertical de três pontos para garantir a estabilidade.
O que causa manchas pretas em peças de cerâmica acabadas?
A combustão incompleta gera partículas de carbono soltas. Essas partículas caem através de frestas sobre os produtos.
A umidade pode danificar placas de carbeto de silício?
Sim. A alta umidade pode acelerar a oxidação. Ela degrada o desempenho mecânico ao longo do tempo. Portanto, é necessário armazenar as placas em locais secos e ventilados e garantir que os produtos estejam secos antes da queima.
Quando devo substituir as placas do forno?
Inspecione as superfícies durante cada ciclo de manutenção. Procure por rachaduras profundas, desprendimento de material ou deformações severas. Se houver algum desses problemas, ou se as peças não atenderem mais aos requisitos operacionais, substitua-as.
Conclusão
O estado operacional das placas de carbeto de silício está diretamente relacionado à eficiência do forno e à qualidade do produto. Dominar métodos de utilização científica e implementar o controle de todo o processo pode prevenir eficazmente diversos tipos de danos. Isso prolonga significativamente a vida útil das placas de carbeto de silício, reduz os custos de substituição e as perdas de produção, além de aumentar a eficiência da produção e os benefícios gerais.
Suas placas de carbeto de silício estão enfrentando problemas semelhantes? Novos Materiais Fornece placas de carboneto de silício de alto desempenho. Do projeto à instalação, a Newthink oferece suporte técnico completo.
Obrigado pela leitura. Espero que este artigo tenha sido útil.
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