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遠紅外碳化硅加熱管
PSTHB硅碳棒
來源:揚州品勝電氣科技有限公司 | 發布時間:2018/5/31 15:43:55 | 瀏覽次數:


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2200℃高溫硅化再結晶燒結而制成的棒狀、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、高溫變形小、安裝維修方便等特點,且有良好的化學穩定性。與自動化電控系統配套.可得到精確的恒定溫度,又可根據生產工藝的需要按曲線自動調溫。使用硅碳棒加熱既方便,又安全可靠。現己廣泛應用于電子、磁性材料、粉末冶金、陶瓷、玻璃、半導體、分析化驗、科學研究等高溫領域,成為隧道窯、輥道窯、玻璃窯爐、真空爐、馬弗爐、冶煉爐以及各類加熱設備的電加熱元件。 

 

硅碳棒規格和標志法 (根據客戶的需要) 

直徑 (OD): mm

熱端長度(HZ): mm

冷端長度 (CZ): mm

總長 (OL): mm

間距 (A): mm

電阻(1050℃ +/-50℃): Ω

 

硅碳棒的物理性質

比重
2.6~2.8g/cm³
抗折強度
>300kg
硬度
>9MOH’S
抗拉輕度
>150kg/cm³
氣孔率
<30%
輻射率
0.85

 
碳化硅電熱元件的線膨脹系數、熱傳導率和比熱等隨著溫度的變化而變化,相關數據如下:

溫度
(℃)
線膨脹系數
(10-6m/℃)
熱傳導率
(Kcal/M hr ℃)
比熱
(calg ℃)
0
/
/
0.148
300
3.8
/
/
400
/
/
0.255
600
4.3
14-18
/
800
/
/
0.294
900
4.5
/
/
1100
/
12-16
/
1200
4.8
/
0.325
1300
/
10-14
/
1500
5.2
/
/

 
硅碳棒的化學性質
 
1. 元件的抗氧化性
元件在空氣中使用到800℃時開始氧化.溫度達到1000-1300℃時,發熱部表面生成一層二氧化硅保護膜,1300℃時結晶出方石英,在1 500℃時,保護膜達到一定的厚度。從而使元件的氧化速度變得極為緩慢,趨于穩定。如果繼續升溫至1627℃以上時,則保護膜受到破壞,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,但長時間運行仍然會導致電阻值增大,這種現象叫做“老化”。為了減緩“老化”速度,我們在制造過程中以獨特的技術, 在發熱部的表面潦上了保護層,明顯的增強了元件的抗氧化性能,延長了使用壽命。
 
2. 堿和堿性金屬氧化物對元件的影響
在1300℃左右,堿和堿性金屬氰化物與碳化硅發生反應,生成硅酸鹽,稱為堿化學侵蝕,會明顯影響元件發熱的紅熱程度。
 
3. 熔化金屬對元件的影響
部分金屬如鈷、鎳、鉻等在高溫熔化狀態。可以對元件造成侵蝕,影響元件的壽命。
 
硅碳棒的電氣性質
 
碳化硅電熱元件具有較大的比電阻,在空氣中加熱,元件發熱部表面溫度達到1050℃左右時,電阻率為600—14000Ωmm²/m。元件的電阻值隨著溫度的升高而變化,從室溫到800℃為負值、800℃以上為正值特性曲線。
根據爐子的結構、氣氛和溫度正確地選擇元件的表面負荷是達到最佳使用壽命的關鍵。下圖示出了元件輻射在不受阻礙情況下的爐溫、元件溫度與表面負荷之間的關系。
 
推薦的元件表面負荷
 

爐溫℃
1100
1200
1300
1350
1400
1450
發熱部表面負荷 (w/cm²)
<17
<13
<9
<7
<5
<4

 
 
硅碳棒在不同氣氛下使用溫度和表面負荷的控制
 

氣氛
爐溫 (℃)
表面負荷
(w/m²)
對元件的影響
解決方法
1290
3.8
與SiC作用生成甲烷減少SiO₂保護膜
露點激活
二氧化碳
1450
3.1
 侵蝕SiC
用石英管保護
18%一氧化碳
1500
4.0
無影響
 
20%一氧化碳
1370
3.8
吸附碳粒影響SiO₂保護膜
 
鹵素
704
3.8
侵蝕碳化硅減少SiO₂保護膜
用石英管保護
碳氫化合物
1310
3.1
吸附碳粒而致熱污染
送進充分的空氣
1290
3.1
與SiC作用生成甲烷減少SiO₂保護膜
露點激活
甲烷
1370
3.1
吸附碳粒而至熱污染
 
1370
3.1
與 SiC 反應形成氮化硅絕緣層
 
1310
3.8
侵蝕碳化硅
用石英管保護
二氧化硫
1310
3.8
侵蝕碳化硅
用石英管保護
真空
1204
3.8
 
 
1310
3.8
碳化硅被氧化
 
水(不同含量)
1090-1370
3.1~3.6
與SiC作用生成硅的水化物

硅碳棒使用建議
  1、 硅碳棒具有陶瓷的脆性;在運輸、開箱、安裝、更換、存儲過程中要輕拿輕放,嚴禁強力震動或機械敲打,以免斷損。
 
  2、硅碳棒安裝使用前先檢查冷端部標記的電阻(Ω)值.如字跡不清,須重新測試,測試方法是將硅碳棒通電加熱升溫至1050℃的高溫時測得的電壓,電流,以歐姆定律求的電阻,
 
  3、硅碳棒使用時每組棒應進行高溫阻值配阻,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壓器或可控硅調壓器及電壓、電流表和溫度自動控制儀表等。使用中經常觀察儀表(電壓表,電流表,溫度表等)讀數是否正常,出現異常及時查找原因采取相應措施。經常觀察夾具是否松動,冷端是否因氧化而變黑以及熱端是否發熱不均勻。
 
   5、在使用過程中因棒氧化,電阻則逐漸增加,這種現象叫老化現象。棒老化后會造成爐溫降低,為保持爐溫正常。應提高使用電壓,當電壓提高到所用電壓器最高限度仍不能滿足要求時.可停爐改變棒的接線方式再繼續使用。
 
   6、新爐開始送電時,為了防止斷棒,應采用電爐額定功率的1/2空送一段時間,一切正常后再逐漸升高電壓.要按電爐升溫規范升溫,以免因功率過高炸斷硅碳棒。
 
  7、新爐或久未使用的電爐(窯),在使用之前必須烘爐(窯).烘爐(窯)時盡可能用舊棒或其它熱源。
 
   8、爐子在長期運行過程中,個別元件由于某種原因而損壞需要更換時,要根據當時元件阻值增長情況,選出阻值適宜的元件,不可任意取新元件替換。若元件損壞過多或阻值增長過大,無法達到所需爐溫時最好全部更換成新元件。換下來的元件重新測標其電阻(用電壓表、電流表)。配阻用在低溫區。
 
   9、水蒸氣會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。如發現棒端噴鋁處變質潮解,經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、硅碳棒最好連續使用,連續使用可以提高棒的壽命。
 
   12、窯爐內氣氛的控制很重要。硅碳棒在氫氣中使用,棒體會變脆縮短壽命。硅碳棒與堿金屬、堿、硅鹽、硼化物等接觸會產生腐蝕,所以要避免它們與棒體接觸。
 
  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,所以請盡量不要讓硅碳棒表面溫度過高,即有必要縮小爐膛溫度與硅碳棒溫度之差。
 
   2、 表面負荷密度指棒的發熱部單位表面積所允許承載的額定功率。表面負荷密度=額定功率(w)/發熱表面積(cm²)實踐證明 :負荷密度大則棒體表面溫度高,電阻增長快,硅碳棒的壽命短。因此,硅碳棒表面溫度負荷密度、爐內氣氛、溫度與硅碳棒老化速度成正比,與硅碳棒的壽命成反比。
 
     3、硅碳棒在連續式窯爐與間歇式窯爐中,前者的壽命較長。硅碳棒在使用中表面氧化生成二氧化硅薄膜,長時間使用使二氧化硅薄膜增加,硅碳棒阻值也隨之增加。二氧化硅薄膜在結晶臨界點f 1270℃)附近發生異常膨脹、收縮。因在間歇式窯爐中間斷使用總在此溫度上下浮動,所以反復破二氧化硅薄膜,加速氧化。因此停電爐溫降至室溫時經常急劇增加電阻。
 
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