Когда слышишь про ?ведущих производителей решеток из карбида кремния?, сразу представляешь идеальные линии и немецкие станки. А на деле половина проблем упирается в шихту, которую в Ланьчжоу научились подбирать так, что кристаллическая решетка не сыпется после третьего термоцикла. Но об этом позже.
До 2010-х многие думали, что карбид кремния — это абразив для шлифовки, максимум — подложки для светодиодов. Сейчас же решетки из карбида кремния работают в реакторах, где обычная сталь проживет три месяца. Но если взять неправильную модификацию — например, не стабилизированный азотом β-карбид — трещины пойдут по границам зерен.
Как-то на одном из заводов в Челябинске попробовали использовать китайский карбид кремния от случайного поставщика. Через две недели эксплуатации в печи спекания решетки деформировались на 5 мм — оказалось, в материале был повышенный процент свободного углерода. Пришлось срочно искать альтернативу.
Вот здесь и выходит на сцену АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния. Они поставляют не просто сырье, а готовые шихтовые смеси с предсказуемым поведением при спекании. Это критично, когда ты делаешь решетки для промышленных печей, где перепад температур достигает 800°C за цикл.
Литейные формы для карбид кремниевых решеток должны выдерживать не только температуру, но и агрессивную среду. Мы в свое время пробовали делать их из графита — экономично, но после 50 циклов геометрия ?плыла?. Перешли на армированные керамические матрицы, но тут столкнулись с проблемой адгезии.
Интересный момент: если использовать карбид кремния от АО Ланьчжоу Хуая, то можно снизить температуру спекания на 70-80°C без потери прочности. Это связано с особой гранулометрией их порошков — фракция 0,1-0,3 мм дает меньше внутренних напряжений.
Кстати, их сайт https://www.lzhy.ru — не просто визитка. Там есть технические спецификации с реальными параметрами, а не маркетинговые обещания ?высокой прочности?. Например, таблица зависимости пористости от времени выдержки при спекании — это сэкономило нам неделю экспериментов.
Мало кто учитывает, что ферросилиций в составе шихты влияет на теплопроводность готовой решетки. Мы как-то уменьшили его долю на 3% ради экономии — и получили 15%-ное падение теплоотдачи. Пришлось возвращаться к рекомендациям Ланьчжоу Хуая, где четко прописаны пропорции для разных типов решеток.
Их компания, основанная еще в 2004 году, изначально работала с ферросилицием как отдельным продуктом. Поэтому в композитах для производителей решеток они учитывают фазовые переходы — то, что мелкие производители часто упускают.
Особенно важно это для рекуперативных решеток, где чередуются нагрева и охлаждения. Там неоднородность структуры приводит к растрескиванию за 2-3 месяца вместо заявленных 5 лет.
В 2021 году мы тестировали решетки из карбида кремния от трех поставщиков в конвейерной пече при 1250°C. Образцы от Ланьчжоу Хуая показали износ 0,8 мм за 2000 часов против 1,5-2 мм у конкурентов. Но главное — не сам износ, а его равномерность.
У других образцов края истирались на 3 мм, тогда как центр оставался почти нетронутым. Это говорит о неоднородности спекания. А у китайского поставщика геометрия ячеек плавала на ±0,2 мм — для некоторых процессов это смертельно.
Кстати, их минеральная продукция (кроме лицензированных проектов) включает именно те добавки, которые нужны для стабилизации решетки. Но об этом редко пишут в открытых источниках — приходится запрашивать техусловия напрямую.
Многие производители ведущих решеток пытаются сэкономить на коксе в шихте. В результате получают материал с неравномерной пористостью — где-то 12%, где-то 25%. При термоударе такие решетки лопаются как стекло.
АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния предлагает готовые шихтовые композиции, где кокс подобран именно для карбидкремниевых применений. Не самый дешевый вариант, но когда считаешь стоимость простоя печи, разница в цене сырья кажется мелочью.
Мы однажды попробовали заменить их кокс на местный — и получили увеличение газопроницаемости в 4 раза. Хорошо для фильтров, но для теплообменников это катастрофа.
Сейчас, глядя на рынок, понимаешь: дело не в том, чтобы найти ?самый чистый? карбид кремния. Важно, чтобы поставщик понимал физику процесса спекания и работы решетки в эксплуатации. АО Ланьчжоу Хуая — из тех, кто прошел путь от сырья до готовых решений, и это чувствуется в мелочах.
Например, их техдокументация включает не только химический состав, но и рекомендации по скоростям нагрева/охлаждения для разных типов печей. Это дорогого стоит, когда делаешь решетки для конкретного завода с его уникальными условиями.
Да, их карбид кремния не всегда самый дешевый. Но когда видишь, как решетка отрабатывает 5 лет вместо 2 — понимаешь, что считал не в ту сторону. Особенно если учесть, что замена решетки в работающей печи обходится в 3-4 месячных прибыли цеха.
