硅碳棒是用高純度綠色六方碳化硅為主要原料,按一定料比加工制坯。經(jīng)2200℃高溫硅化再結(jié)晶燒結(jié)而制成的棒狀、管狀非金屬高溫電熱元件。由于硅碳棒使用溫度高。具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、升溫快、壽命長(zhǎng)、高溫變形小、安裝維修方便等特點(diǎn),且有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。不自動(dòng)化電控系統(tǒng)配套.可得到j(luò)q的恒定溫度,又可根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要按曲線自動(dòng)調(diào)溫。使用硅碳棒加熱既方便,又安全可靠。現(xiàn)己廣泛應(yīng)用于電子、磁性材料、粉末冶金、陶瓷、玻璃、半導(dǎo)體、分析化驗(yàn)、科學(xué)研究等高溫領(lǐng)域,成為隧道窯、輥道窯、玻璃窯爐、真空爐、馬弗爐、冶為爐以及各類加熱設(shè)備的電加熱元件。
硅碳棒規(guī)格和標(biāo)志法
直徑 (OD): mm
熱端長(zhǎng)度(HZ): mm
冷端長(zhǎng)度 (CZ): mm
總長(zhǎng) (OL): mm
間距 (A): mm
電阻(1050℃ +/-50℃): Ω
1. 元件的抗氧化性 元件在空氣中使用到800℃時(shí)開始氧化.溫度達(dá)到1000-1300℃時(shí),發(fā)熱部表面生成一層二氧化硅保護(hù)膜,1300℃時(shí)結(jié)晶出方石英,在1 500℃時(shí),保護(hù)膜達(dá)到一定的厚度。從而使元件的氧化速度變得極為緩慢,趨于穩(wěn)定。如果繼續(xù)升溫至1627℃以上時(shí),則保護(hù)膜受到破壞,氧化速度顯著增加,造成元件過早損壞。 元件在使用過程中雖然氧化極為緩慢,但長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行仍然會(huì)導(dǎo)致電阻值增大,這種現(xiàn)象叫做“老化”。為了減緩“老化”速度,我們?cè)谥圃爝^程中以獨(dú)特的技術(shù), 在發(fā)熱部的表面潦上了保護(hù)層,明顯的增強(qiáng)了元件的抗氧化性能,延長(zhǎng)了使用壽命。
2. 堿和堿性金屬氧化物對(duì)元件的影響 在1300℃左右,堿和堿性金屬氰化物不碳化硅發(fā)生反應(yīng),生成硅酸鹽,稱為堿化學(xué)侵蝕,會(huì)明顯影響元件發(fā)熱的紅熱程度。
3. 熔化金屬對(duì)元件的影響 部分金屬如鈷、鎳、鉻等在高溫熔化狀態(tài)。可以對(duì)元件造成侵蝕,影響元件的壽命。
硅碳棒的電氣性質(zhì)
碳化硅電熱元件具有較大的比電阻,在空氣中加熱,元件發(fā)熱部表面溫度達(dá)到1050℃左右時(shí),電阻率為600—14000Ω?mm2/m。元件的電阻值隨著溫度的升高而變化,從室溫到800℃為負(fù)值、800℃以上為正值特性曲線。
根據(jù)爐子的結(jié)構(gòu)、氣氛和溫度正確地選擇元件的表面負(fù)荷是達(dá)到{zj0}使用壽命的關(guān)鍵。下圖示出了元件輻射在丌受阻礙情況下的爐溫、元件溫度不表面負(fù)荷之間的關(guān)系。
硅碳棒使用建議
1、 硅碳棒具有陶瓷的脆性;在運(yùn)輸、開箱、安裝、更換、存儲(chǔ)過程中要輕拿輕放,嚴(yán)禁強(qiáng)力震動(dòng)戒機(jī)械敲打,以免斷損。
2、硅碳棒安裝使用前先檢查冷端部標(biāo)記的電阻(Ω)值.如字跡丌清,須重新測(cè)試,測(cè)試方法是將硅碳棒通電加熱升溫至1050℃的高溫時(shí)測(cè)得的電壓,電流,以歐姆定律求的電阻,測(cè)試原理如下圖: 3、硅碳棒使用時(shí)每組棒應(yīng)進(jìn)行高溫阻值配阻,配阻的電值允差為:≥Φ12mm棒配阻,電阻值允差為 ≤0.2Ω,≤Φ8mm棒配阻,電阻值允差為≤0.5Ω。.
4、使用硅碳棒必須配置調(diào)壓器戒可控硅調(diào)壓器及電壓、電流表和溫度自動(dòng)控制儀表等。使用中經(jīng)常觀察儀表(電壓表,電流表,溫度表等)讀數(shù)是否正常,出現(xiàn)異常及時(shí)查找原因采取相應(yīng)措施。經(jīng)常觀察夾具是否松動(dòng),冷端是否因氧化而變黑以及熱端是否發(fā)熱丌均勻。
5、在使用過程中因棒氧化,電阻則逐漸增加,這種現(xiàn)象叫老化現(xiàn)象。棒老化后會(huì)造成爐溫降低,為保持爐溫正常。應(yīng)提高使用電壓,當(dāng)電壓提高到所用電壓器{zg}限度仍丌能滿足要求時(shí).可停爐改變棒的接線方式再繼續(xù)使用。
6、新爐開始送電時(shí),為了防止斷棒,應(yīng)采用電爐額定功率的1/2空送一段時(shí)間,一切正常后再逐漸升高電壓.要按電爐升溫規(guī)范升溫,以免因功率過高炸斷硅碳棒。
7、新爐戒久未使用的電爐(窯),在使用之前必須烘爐(窯).烘爐(窯)時(shí)盡可能用舊棒戒其它熱源。
8、爐子在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中,個(gè)別元件由于某種原因而損壞需要更換時(shí),要根據(jù)當(dāng)時(shí)元件阻值增長(zhǎng)情況,選出阻值適宜的元件,丌可任意取新元件替換。若元件損壞過多戒阻值增長(zhǎng)過大,無法達(dá)到所需爐溫時(shí){zh0}全部更換成新元件。換下來的元件重新測(cè)標(biāo)其電阻(用電壓表、電流表)。配阻用在低溫區(qū)。
9、水蒸氣會(huì)促使硅碳棒加速老化。若在加熱過程中有水分排出,窯爐上需留有排氣孔。爐內(nèi)有其他腐蝕氣氛的,在允許的情況下,也要在窯爐上留有排氣孔。
10、棒的存放過程中.要注意防潮。如發(fā)現(xiàn)棒端噴鋁處變質(zhì)潮解,經(jīng)表面處理后可重新噴鋁。如無噴鋁條件.可在棒噴鋁段纏裹幾層鋁箔即可。
11、硅碳棒{zh0}連續(xù)使用,連續(xù)使用可以提高棒的壽命。
12、窯爐內(nèi)氣氛的控制很重要。硅碳棒在氫氣中使用,棒體會(huì)變脆縮短壽命。硅碳棒不堿金屬、堿、硅鹽、硼化物等接觸會(huì)產(chǎn)生腐蝕,所以要避免它們不棒體接觸。
影響硅碳棒使用壽命的主要因素 1、 硅碳棒溫度越高壽命越短。特別是在爐膛溫度超過1600℃以后,氧化速度加快.硅碳棒的使用壽命變短,所以請(qǐng)盡量丌要讓硅碳棒表面溫度過高,即有必要縮小爐膛溫度不硅碳棒溫度之差。
2、 表面負(fù)荷密度指棒的發(fā)熱部單位表面積所允許承載的額定功率。表面負(fù)荷密度=額定功率(w)/發(fā)熱表面積(cm2)實(shí)踐證明 :負(fù)荷密度大則棒體表面溫度高,電阻增長(zhǎng)快,硅碳棒的壽命短。因此,硅碳棒表面溫度負(fù)荷密度、爐內(nèi)氣氛、溫度不硅碳棒老化速度成正比,不硅碳棒的壽命成反比。
3、硅碳棒在連續(xù)式窯爐不間歇式窯爐中,前者的壽命較長(zhǎng)。硅碳棒在使用中表面氧化生成二氧化硅薄膜,長(zhǎng)時(shí)間使用使二氧化硅薄膜增加,硅碳棒阻值也隨之增加。二氧化硅薄膜在結(jié)晶臨界點(diǎn)f 1270℃)附近發(fā)生異常膨脹、收縮。因在間歇式窯爐中間斷使用總在此溫度上下浮動(dòng),所以反復(fù)破二氧化硅薄膜,加速氧化。因此停電爐溫降至室溫時(shí)經(jīng)常急劇增加電阻。