Pulvermetallurgi gör ugnar miljövänliga

Sandviks pulvermetallurgiska material, med sin unika kombination av hög oxidationsbeständighet och formstabilitet, ökar både produktiviteten och energibesparingarna. De minskar också underhållsbehovet för de kunder som har krävande tillverkningsprocesser med höga temperaturer.

Effektiv värmebehandling är avgörande vid tillverkningen av allt från integrerade kretsar för smartphones till solceller och stål- och aluminiumbaserade produkter. En utmaning som tillverkarna ständigt brottas med är att industriugnarna måste klara av den extrema värme som krävs för dessa processer, ofta upp till 1.250 grader Celsius.

"Ett vanligt problem är att konstruktionsdelarna i värmesystemen deformeras med tiden", säger Bo Jönsson, teknisk specialist på Kanthal, den del av Sandvik-koncernen som utvecklar produkter och system för industriell uppvärmning. "För att ett material ska fungera väl vid höga temperaturer krävs två viktiga egenskaper: god formstabilitet och oxidationsbeständighet."

Ökar energibesparingarna

Material som traditionellt används i den här typen av ugnsapplikationer är ofta nickelbaserade, vilket ger god formstabilitet men begränsad oxidationsbeständighet", förklarar han. Konventionellt tillverkade material - baserade på järn, krom och aluminium - har dock utmärkta oxidationsegenskaper men relativt låg formstabilitet.

"Vi har lagt ner mycket arbete på att hitta lösningar som hjälper kunderna med detta dilemma", säger Jönsson. "Materialen Kanthal APM™ och Kanthal APMT™ kombinerar unikt hög oxidationsbeständighet och formstabilitet. Nyckeln till att lyckas utveckla dessa egenskaper var att använda pulvermetallurgi för att få en optimal mikrostruktur i materialen."

Jönsson förklarar att den pulvermetallurgiska tekniken har gjort det möjligt att strukturera metallen med miljarder små partiklar, vilket avsevärt ökar dess styrka vid höga temperaturer. Materialen används nu i applikationer som värmesystem för industriugnar och andra krävande användningsområden.

"Ett exempel är ugnsvalsar för kontinuerliga glödgningslinjer tillverkade av Kanthal APMT™, som eliminerar behovet av vattenkylning", säger Jönsson. "Detta ger betydande energibesparingar och miljöfördelar. I många fall har det också varit möjligt att minska underhållsbehovet och öka produktiviteten till följd av högre processtemperaturer och färre driftstopp."

Vi har lagt ner mycket arbete på att hitta lösningar som hjälper kunderna med detta dilemma

Jönsson ser betydande möjligheter att utöka användningen av pulvermetallurgiska material. Exempelvis har Kanthal APMT™ bidragit till att Sandvik nu är involverat i ett antal projekt som rör en framtida fossilfri energiförsörjning.

"Förbränning av biobaserade bränslen skapar korrosiva miljöer som våra material har visat sig ha god förmåga att stå emot", säger Jönsson. "De kan till och med komma till användning i nästa generations kärnkraftverk. Och för att storskalig koncentrerad solkraft ska bli kostnadseffektiv behövs nya material som kan hantera och lagra solenergi vid högre temperaturer."

Läs mer om materialen Kanthal APM™ och Kanthal APMT™ på Kanthals webbplats