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什么是硅碳棒?

发布日期:2015-01-05 16:57:54    点击次数:

 

硅碳棒 

硅碳棒为非金属电热元件是用高纯度绿色六方碳化硅为主要原料,按一定料比加工制坯,经2200℃高温硅化再结晶烧结而制成的棒状、管状非金属高温电热元件。氧化性气氛中正常使用温度可达1450℃,连续使用可达2000小时。
硅碳棒用途:由于硅碳棒使用温度高,具有耐高温、抗氧化,耐腐蚀、升温快、寿命长、高温变形小、安装维修方便等特点。有良好的化学稳定性。
若与自动化供电系统配套,既可得到精确的恒定温度,又可根据生产工艺的实际需要按曲线自动调温。现已广泛应用于国防、机械、冶金、轻化、陶瓷、半导体、分析化验、科学研究等领域,成为各种电炉电窑的电加热元件.隧道窑、辊道窑、玻璃窑炉、真空炉、马弗炉、冶炼炉以及各类加热设备,使用硅碳棒加热既方便,又安全可靠。被广泛用于电子、磁性材料、粉末冶金、陶瓷、玻璃、冶金和机械等工业的多种高温电炉,电窑。及其电加热设备上.
硅碳棒电热元件性能:
物理性能:
元件质地硬而脆,耐急冷急热,高温下不易变形,其它物理性能如下:
密度:3.2/厘米3
莫氏硬度:9.5
比 热:0.17千卡/公斤·
导热系数:20大卡/·小时·
线膨胀系数:5×10-6(m/℃)
化学性质:
硅碳棒有良好的化学稳定性,抗酸能力强。在高温条件下碱性物质对其有侵蚀作用。
硅碳棒元件在1000℃以上长期使用能与氧气和水蒸气发生如下作用:
①Sic+2O2→Sio2+CO2 ②Sic+4H2OSio2+4H2+CO2
致使元件中Sic2含量逐渐增多,电阻随之缓慢增加,为之老化。如水蒸气过多,会促进Sic氧化,由式反应产生的H2与空气中的O2给合H2O再反应产生恶性循环。降低元件寿命。氢气(H2)能使元件机械强度降低。氮气(N2)1200℃以下能防止Sic氧化1350℃以上与SC发生反应,使Sic分解氯气(Cl2)能使Sic完全分解。 

1)为了使每支硅碳棒都能处于正常而理想的工作状态,安装前对整批硅碳棒测定其电阻值,将其分类,电阻值相近的装在同一调整区,使之工作电阻相近。

2)为了检验每支硅碳棒电热元件是否良好工作,通电试验时可用钳形电流表逐一测定电流。同一区域在相等的电压下要求电流相近,偏差不超出10%,如果个别电流太大就说明阻值太小。如果电流太小,不是阻值太大就是管脚按触不良。如果没有电流可能是硅碳棒电热元件已断裂,应进一步检查更换。

3)硅碳棒电热元件质脆易断,特别在带螺纹位置最为脆弱,安装要特别小心,轻拿轻放,安装时要特别注意绝不允许单边受力,必要时应用耐热钢管套住硅碳棒轻轻推入然后拔出钢管套,安上护套固定好。

4)为防止硅碳棒电热元件与上部结构的耐火材料互相影响,各个元件的管脚均用陶瓷纤维套管绝缘,陶瓷纤维套管不但起着电气绝缘的作用而且还起到固定硅碳棒的作用。

5)在窑炉中使用硅碳棒,操作温度可达1700℃。在还原性气氛下,其最高操作温度为1500℃。碳化硅加热元件的寿命一般为34个月,最多达到68个月。

6)料道中使用的硅碳棒,为了延长硅碳棒加热元件的寿命。可改进料道上部结构,用挡砖将料道与工作池隔开,严格控制料道气氛。

7)减少使用温度的影响。碳化硅元件的老化速度与使用温度成正比,使用温度越高,老化越快,其寿命越短。


8)通过调整加于硅碳棒元件的电力负荷,降低表面负荷密度。如采用较小的负荷和较低的表面负荷密度,窑内温度虽高,也可以保持相当长的寿命,这可通过改变硅碳棒元件的安装支数,或改变元件的规格,以调节发热表面的大小来实现。表面负荷密度与炉膛温度成反比,炉膛温度越高,允许表面负荷密度越小;超负荷使用会引起碳化硅元件过热分解导致发热部表面脱落、烧损。为确保元件寿命,切忌让电热元件在超负荷条件下使用,一般其值控制在68W/cm2

9)硅碳棒电热元件使用一定时间后,由于电阻值增大,需要提高电压,用以补偿电阻增加的损失,因此需要变压器有一定的电压调节范围;对于连续运行的窑炉和料道,电压调整范围为0.72.5V(V是指硅碳棒元件初期使用的电压)。通过增压调节,可以延长碳化硅元件的使用寿命。

10)硅碳棒元件的接线方法,可采用并联、串联、角形、星形以及其它形式的接线方式;但是并联优越于串联,并联可以调节负荷不平衡的因素,而多支串联则加重了不平衡的因素,提高了工作电压。为了延长硅碳棒元件的寿命、保证安全使用,应避免采用多支串联。

11)硅碳棒碎片落入玻璃液中会造成气泡,这是由于碳化硅有强还原作用,会与溶解于玻璃液中的气体和玻璃组分起化学反应。因此残缺的硅碳棒碎片必须设法取出,但一般情况下碳化硅棒只会断裂不会破碎。

12)窑炉气体内含有大量硫、钠、硼等氧化物,会与硅碳棒起强烈反应,几天之内就会使整个棒体发胖而损坏。使用硅碳棒发热体时,料道必须与工作池火焰空间完全分隔。一般料道中因挥发含量低,对其影响甚小。
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