Печь, обжиг, печи, сушка, печи для сушки, обезуглероживание, cгорaние и остекловывание в керамической промышленности.

Первый шаг в производстве технической керамики - формирование т.н. зеленого тела. В большинстве случаев используется искусственное сырье. Это зеленое тело содержит кроме керамического порошка обычно также ещё влажные органические связующие материалы. Вначале зеленое тело должно быть высушено. Затем все органические материалы, текучие при высокой температуре, которые могут быть выпарены или сожженны, должны быть удалены из керамического зеленого тела. Последний шаг - остеклование или спекание керамики. На этом этапе керамическое тело получает жесткость.

JTEKT (ранее Koyo Thermo Systems) Термо Системы выпускают различные типы печей для применения в керамической промышленности, такие как печи для сушки, обуглероживания, непрерывного cгорaния и остекловывания. Jtekt имеет богатый опыт в этой области и в сфере обуглероживающих и обжиговых применений, Jtekt Термо Системы - лидер японского рынка. По вашему требованию мы можем предоставить длинный список заказчиков.

Сушка

В сформированной, сырой керамической массе сохраняется все-таки немного воды. Происходит связанное с процессом высыхания сжатие, т.н. усадка при сушке. Чем больше влаги находится в исходном материале, тем больше усадка. Сжатие также зависит от размера зерна, вида сырья, и технологии производства. Усадка может быть различной в различных направлениях. Эти направленности или так называемые текстуры должны учитываться при осторожном высыхании в зависимости от размера и геометрии керамической составляющей. Иначе могут появляться искривление, перекос или трещины. Jtekt Thermo Systems может предложить различные виды духовок и печей для этих применений. Наиболее распространенными являются конвекционные печи.

Выжигание, oбуглероживание

Чтобы достичь высокой прочности на разрыв зеленого тела, вносится до 50 % органических добавок. Они должны быть позже также удалены. Этот процесс называют выжиганием или обезуглероживанием. Это очень критический процесс и требует очень тщательного температурного регулирования обжига. Это тем более важно, чем больше зеленое тело. Температурный профиль, давление, газовая атмосфера и время обжига, должны быть хорошо сбалансированы. Небрежная термообработка пористого зеленого тела может привести к таким деффектам как деформации и трещины. Особенно в начале процесса, необходимо медленное нагревание, чтобы избежать внезапного испарения органических компонентов. Процесс обуглероживания/ выгорания начинается уже при комнатной температуре, и обычно заканчивается только при 600°C. Кислород может ускорить разложение органических материалов и поэтому сократить время обезуглероживания.
Существует также возможность т.н. коксования во время обезуглероживания. Органические компоненты при этом преобразовываются в углерод, который остается в структуре керамики, и должен быть сожжен в следующем нагревательном процессе. Это требует температуры до 1000°C. Этот метод используется для производство кремниевого карбида.

Для обуглероживания, часто используются конвекционные духовки , циркулирующие газ в каммере, в комбинации с последующим сжигателем. Печь INH-типа снабженa для обуглероживания несколькими газовыми входными цепями. Возможны различные размеры этих печей.

The INH-тип печи используются для температур до 600°C и могут поддерживать концентрацию кислорода ниже 20 ppm. С помощью этой печи может быть достигнуто как целевое добавление кислорода,так и увлажнение газа. С помощью ZrO₂ сенсора возможно регулирование содержания кислорода. Печь также снабжена высокоэффективным программируемым контроллером с 7 моделями и 140 ступенями. Задаваемые шаги будут отображаться на дисплее. Опционально с этой печью можно заказатъ Штанговый контроллер.

Для удаления органических продуктов распада из отработанного газа для INH печей часто используется камера дожигания (фото справа). При монтаже нескольких печей может быть установлена одна камера дожигания для двух симметрично смонтированных печей.

Непрерывное горение

После сушки и выжигания, коксования структура зеленого тела удерживается только силами сцепления. Зелeное тело очень слабо и требует очень аккуратного обращения на последующих ступенях обработки.

Проходные печи используются для обезуглероживания и непрерывного горения. Для применяемыx в области керамики проходных печей используются Молдатерм^® нагревательные элементы.

Загрузка может проводиться вручную и автоматически. Jtekt Термо Системы могут предоставить различные системы загрузки - разгрузки.

Довольно часто используется азотная атмосфера. Содержание кислорода может контролироваться и управляться с помощью ZrO₂ анализатора кислорода. Могут бытъ также использованы различные газы процесса, такие как инертный газ, формовочный газ или водород. Очень важными параметрами являются температурный профиль и течение газа.

Сжигание, остекловывание

Цель технологии керамики - производство материалов высокой механической прочности. Керамическая связка и поэтому также высокая прочность могут быть достигнуты только при высокой температуре. Условия сгорания позволяют осуществить остекловывание и образование настоящей керамики. Процессы во время сгорания приводят к отвердению и уплотнению продуктов. Снижается пористость, газопроницаемость, что приводит к усадке. Время горения и атмосфера влияют на эти свойства технической керамики. Форма образца также влияет на выбор рецепта: тонкие и плотные части могут быть сожжены быстрее, чем большие и толстые.

Для остеклования, Jtekt (JTEKT) Термо Системы может предложить три различных типа небольших вертикалльных, сводчатых лабораторных печей с нижней подводкой воздуха. Керамические части загружаются на элеватор, который доставляет части в печь. Для дальнейшего упрощения загрузки фундаментная плита может быть выдвинута вперед. Требуемый рецепт выполняется автоматически. Атмосфера печи может выбираться. Довольно часто используются азот или формовочный газ. Для быстрого газового обмена, камера печи может быть эвакуирована. Содержание кислорода в печи может контроллироваться и управляться с помощью ZrO₂ анализатора кислорода.

Для больших обьемов производства возможны также большие версии печей низ-верх (левая картинка). Специальные версии существуют для вакуумного остеклования (правая картинка).