Schutzrohre aus nitridgebundenem Siliziumkarbid: Kernanwendungen für Hochtemperaturindustrien

IIn extremen industriellen Umgebungen – gekennzeichnet durch hohe Temperaturen, korrosive Medien und Erosion durch geschmolzenes Metall – ist ein zuverlässiger Anlagenschutz entscheidend für die Aufrechterhaltung der Produktionseffizienz und der Produktqualität.Schutzrohre aus nitridgebundenem Siliciumcarbid (NBSiC), ein Hochleistungs-Verbundwerkstoff, der aus 70-80% Siliciumcarbid (SiC) und 20-30% Siliciumnitrid (Si₃N₄) besteht, zeichnet sich durch außergewöhnliche Eigenschaften aus: hohe Temperaturbeständigkeit bis zu 1450℃ (1650-1750℃ in bestimmten Atmosphären), überlegene Korrosions-/Abriebfestigkeit, ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit und hohe Wärmeleitfähigkeit.Nachfolgend werden ihre wichtigsten Anwendungsbereiche vorgestellt, wobei hervorgehoben wird, wie sie zentrale Probleme globaler Hersteller lösen.

1. Thermoelementschutz: Präzise Temperaturüberwachung unter rauen Bedingungen

Die Temperaturkontrolle ist grundlegend für Qualität und Sicherheit in der Industrie, und Thermoelemente sind die wichtigsten Instrumente zur Temperaturmessung. In Hochtemperaturöfen, Nichteisenmetallhütten und Wärmebehandlungsanlagen werden ungeschützte Thermoelemente jedoch leicht durch Oxidation, Korrosion oder Erosion durch flüssiges Metall beschädigt – was zu ungenauen Messwerten, ungeplanten Ausfallzeiten und hohen Wartungskosten führt.NBSiC-Schutzrohre sind so konstruiert, dass sie Thermoelemente abschirmen und daher die erste Wahl für extreme Temperaturüberwachungsszenarien darstellen.

Ihr niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (4,4 × 10⁻⁶/℃) und ihre geringe Porosität (< 1 %) gewährleisten Dimensionsstabilität und schützen vor Korrosion durch saure/alkalische Gase und geschmolzene Metalle. Mit einer Mohs-Härte von ca. 9 sind sie verschleißfest gegenüber Partikeln.Zu den wichtigsten Anwendungsgebieten zählen Stahlwerksöfen, Aluminiumschmelzöfen und Keramikbrennöfen, wo NBSiC-Rohre die Lebensdauer der Thermoelemente im Vergleich zu herkömmlichen Alternativen um das Dreifache oder mehr verlängern.

2. Nichteisenmetallverhüttung und -gießerei: Schutz kritischer Prozesse

Die Aluminium-, Kupfer- und Zinkschmelz-/Gießindustrie steht vor großen Herausforderungen: Erosion durch geschmolzenes Metall und Kontaminationsrisiken.NBSiC-Schutzröhren erfüllen hier zwei Hauptaufgaben und liefern maßgeschneiderte Lösungen.

a. Rohre mit abgedichteten Enden zum Schutz des Heizelements

In Aluminiumschmelzöfen sind Siliziumkarbid-Heizelemente unerlässlich, aber anfällig für die Erosion durch das geschmolzene Aluminium.Die an beiden Enden versiegelten NBSiC-Rohre dienen als Barriere, die die Heizelemente vom geschmolzenen Metall isoliert, um deren Lebensdauer zu verlängern und Verunreinigungen zu vermeiden.Ihre hohe Wärmeleitfähigkeit gewährleistet eine effiziente Wärmeübertragung und reduziert so den Energieverbrauch. Sie sind in Durchmesser (bis zu 600 mm) und Länge (bis zu 3000 mm) individuell anpassbar und eignen sich daher für verschiedene Ofenkonstruktionen.

b. Erhöhungen für Aluminiumradguss

Offene Steigrohre aus NBSiC erleichtern den Fluss von flüssigem Aluminium aus dem Ofen zu den Gussformen bei der Herstellung von Aluminiumrädern. Mit einer Kaltbiegefestigkeit von über 150 MPa und ausgezeichneter Temperaturwechselbeständigkeit (100 Zyklen von 1000 °C auf Raumtemperatur) gewährleisten sie einen stabilen, kontinuierlichen Fluss – wodurch Gussfehler (Porosität, Einschlüsse) reduziert und die Ausbeute erhöht werden. Im Gegensatz zu Gusseisenrohren verunreinigt NBSiC das flüssige Aluminium nicht und erhält so die Produktreinheit.