Der Fortschritt bei industriellen Heizsystemen hat zu einer weit verbreiteten Einführung von Siliziumkarbid-Brennerdüsen geführt. Diese Düsen, heute ein Eckpfeiler moderner Öfen und Hochöfen, weisen eine außergewöhnliche Kontrolle auf und bieten eine verbesserte Temperaturgleichmäßigkeit.

Wie Siliziumkarbid-Brennerdüsen funktionieren

Siliziumkarbid-Brennerdüsen funktionieren, indem sie eine Kammer bilden, in der der Großteil des Verbrennungsprozesses stattfindet. Diese Konstruktion reduziert die Flammenmenge, die direkt der Ofenladung ausgesetzt ist, Milderung des Auftretens von Strahlungs-Hotspots. Der konische Austritt des Rohres ermöglicht eine Erhöhung der Abgasgeschwindigkeiten, Dies verbessert die Mischung im Ofen und fördert die Temperaturgleichmäßigkeit. Die höheren Geschwindigkeiten verstärken auch die Mitnahme der Ofenatmosphäre um den Brenner herum, diluting the hot exhaust stream and facilitating rapid energy transfer.

Advantages of Silicon Carbide Burner Nozzles

The benefits of using silicon carbide burner nozzles are manifold. These nozzles are manufactured from high-quality materials, ensuring a long service life. Their low thermal expansion and high conductivity attributes provide remarkable resistance to thermal shock cracking. The dimensional stability of these nozzles prevents significant deformation and creep, and they showcase excellent resistance to oxidation and corrosion. The lack of need for a burner quarl, their suitability for brick or fibre linings, and applicability in most types of kilns – tunnel, roller and shuttle – make them a preferred choice. Außerdem, Siliziumkarbid, or SiSiC, is recommended for most kilns and furnaces working below 1350°C, but options like ReSiC material are available for higher temperature applications.

The Role of 3D Printing in Enhancing Silicon Carbide Burner Nozzles

The advent of 3D printing technology, speziell die additive Fertigungsmethode Amasic-3D®, hat die Welt der Siliziumkarbid-Brennerdüsen revolutioniert. Diese Technologie ermöglicht die Schaffung neuartiger Brennerdüsenkonfigurationen und innovativer Designs, die die Leistung steigern und die Lebensdauer verlängern. Diese Entwicklung in der Fertigung führt zu einem erweiterten Sortiment an Industrie- und Haushaltsbrennern für Öl- oder Holzpelletkessel, die für die direkte Beheizung verfügbar sind.

Herstellungsprozess von Siliziumkarbid-Brennerdüsen

Der Herstellungsprozess von Siliziumkarbid für Brennerdüsen umfasst mehrere Schritte, die die Rohstoffe in ein hochwertiges Material umwandeln, langlebiges Produkt. Die Siliziumkarbidteile werden zunächst durch Extrudieren oder kaltisostatisches Pressen geformt. Im Anschluss daran, Sie werden einer Bearbeitung unterzogen, bevor sie unter Vakuum bei sehr hohen Temperaturen gesintert werden. Dieser Prozess verleiht dem Siliziumkarbid seine ultimative Korrosionsbeständigkeit, extreme Härte, und hervorragende mechanische Eigenschaften.

Der Herstellungsprozess umfasst:

1. Pulverzubereitung: Quarzsand und Kohlenstoff werden in einem Acheson-Graphit-Elektrowiderstandsofen bei hohen Temperaturen kombiniert, Herstellung von Siliziumkarbid. Das Ergebnis “Steine” und die Körner werden dann zu einem feinen Pulver zerkleinert und mit Halogenen gereinigt.
2. Kneten: Das feine Pulver wird mit nichtoxidischen Sinterhilfsmitteln homogen zu einer Paste vermischt.
3. Formgebung: Die pastöse Mischung wird entweder durch Extrusion oder durch kaltisostatisches Pressen verdichtet und geformt. Extrusion wird zur Herstellung von Siliziumkarbidrohren eingesetzt, während kaltisostatisches Pressen zur Herstellung von Siliziumkarbidplatten und -blöcken verwendet wird.
4. CNC-Bearbeitung: Die Oberflächen der Platten sind bearbeitet, und auf der Prozess- und Serviceseite werden mittels CNC-Bearbeitung Löcher in die zylindrischen Blöcke gebohrt. Die sehr geringe mechanische Festigkeit des Grünmaterials erfordert bei diesem Prozess besondere Sorgfalt.
5. Sintern: Das Material wird in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen bis zu 2300 °C gesintert. Beim Sintern, die Produkte schrumpfen isostatisch um ca 20%.
6. Läppen oder Schleifen: Wenn benötigt, Die gesinterten Siliziumkarbidteile können mithilfe präziser Diamantschleif- oder Läpptechniken mit präzisen Toleranzen bearbeitet werden.
7. Qualitätsprüfung: Die fertigen Siliziumkarbidteile werden einer Reihe von Maßkontrollen unterzogen, Tests, und Inspektionen. Auch die mechanischen Eigenschaften werden nach jeder Produktionscharge sorgfältig geprüft und überwacht.

Abschluss

Brennerdüsen aus Siliziumkarbid, Unterstützt durch modernste Fertigungsverfahren, haben sich als unverzichtbarer Bestandteil moderner Heizsysteme erwiesen. Ihre herausragenden Eigenschaften und die damit verbundenen Vorteile – von einer verbesserten Temperaturkontrolle bis hin zu einer längeren Lebensdauer – machen sie zu einem entscheidenden Fortschritt in der Keramikindustrie.