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TECHNICAL ARTICLES氣氛對硅鉬棒的影響
1、二硅化鉬電熱元件(硅鉬棒)是一種以二硅化鉬為基礎制成的電阻發(fā)熱元件,其在氧化氣氛下高溫使用,表面?;?,生成一層光亮致密的石英(SiO2)玻璃膜,能保護硅鉬棒不再氧化,因此硅鉬棒元件具有*的高溫抗氧化性。在氧化氣氛下,元件zui高使用溫度為1800℃,根據用戶(hù)需求可制成棒狀,U型、W型、U型直角等形狀。
硅鉬棒通??墒褂玫臓t體溫度為1300℃-1800℃,廣泛應用于冶金、玻璃、陶瓷、磁性材料、耐火材料、晶體、電子元器件、窯爐制造等領(lǐng)域、工業(yè)高溫爐的加熱元件,是產(chǎn)品高溫燒結時(shí)*的理想發(fā)熱元件。
2、二硅化鉬元件的電阻不隨使用而改變,也就是不老化,因此新舊元件可以混合使用。
3、二硅化鉬元件的機械性質(zhì)和其它陶瓷制品是一樣,在高溫下屬于脆性材料容易斷裂,這給運輸和安裝帶來(lái)一定困難。但只要安裝合理和使用得當是可以避免的。
硅鉬棒產(chǎn)品的標志: |
L1 — 發(fā)熱端長(cháng)度(細段) L2— 冷端(不發(fā)熱端)長(cháng)度(粗段) d— 發(fā)熱端直徑 D— 冷端(不發(fā)熱端)直徑 a — 中心間距(中心距) |
產(chǎn) 品 標 志 方 法: L2 × L1 × d × a ( mm ) |
二硅化鉬電熱元件的產(chǎn)品結構和標志法 材料等級:1700型, 1800型
直徑:D1/D2, mm/mm 熱端長(cháng)度:Le/L1, mm 冷端長(cháng)度:Lu/L2, mm 間 距:A, mm
例 如: U型, 材料等級1800, D1=3mm, D2=6mm, Le/L1=140mm, Lu/L2=125mm, A=25mm 表示為:U型, MS18-3/6×140×125×25 W型, 材料等級1700, D1=6mm, D2=12mm, Le/L1=300mm, Lu/L2=250mm, A=50m 表示為:W型, MS17-6/12×300×250×50
二硅化鉬電熱元件的理化性質(zhì):
1、物理性質(zhì)
體積密度 抗折強度 維氏硬度 氣孔率 吸水率 熱伸長(cháng)率5.5~5.6g/cm3 15~25kg/cm2 (HV) 570kg/mm2 7.4% 1.2% 4%
2、化學(xué)性質(zhì)
高溫高氧化性:高溫氧化氣氛下,元件的表面生成一層致密的石英(SiO2)保護層以防止MoSi2繼續氧化。當元件溫度大于1700℃,熔點(diǎn)為1710℃的SiO2保護層熔融,由于表面張力的作用,SiO2熔聚成滴,而失去保護作用。元件在氧化氣氛下,再繼續使用時(shí),SiO2保護層重新生成。
必須指出的是硅化鉬電熱元件不宜在400~700℃范圍內長(cháng)時(shí)間使用,否則元件會(huì )因低溫的強烈氧化作用而 粉化。
3.不同氣氛對元件使用溫度的影響
體積密度 | 抗折強度 | 維氏硬度 | 氣孔率 | 吸水率 |
5.5~5.6g/cm3 | 15~25kg/cm2 | (HV)570kg/mm2 | 7.4% | 1.2% |
氣 氛 | 元件zui高使用溫度 | |
1700型元件 | 1800型元件 | |
空氣 | 1700℃ | 1800℃ |
氮氣 | 1600℃ | 1700℃ |
氬氣、氦氣 | 1600℃ | 1700℃ |
氫氣 | 1100~1450℃ | 1100~1450℃ |
95%N2/5%H2 | 1250~1600℃ | 1250~1600℃ |
應用領(lǐng)域 | 主要用于工業(yè)熱處理爐、燒結爐、鑄造爐、玻璃熔化爐、 冶煉爐等 | 主要用于實(shí)驗爐、測試設備和高溫燒結爐等 |
硅鉬棒電熱元件在不同氣氛下使用溫度的影響
氣 氛 | 元件zui高使用溫度 | |
1700型元件 | 1800型元件 | |
NO2,CO2,O2,Air | 1700℃ | 1800℃ |
He,Ar,Ne | 1650℃ | 1750℃ |
SO2 | 1600℃ | 1700℃ |
CO,N2 | 1500℃ | 1600℃ |
濕 H2 | 1400℃ | 1500℃ |
干 H2 | 1350℃ | 1450℃ |
二硅化鉬電熱元件的安裝:
1、垂直懸掛
二硅化鉬電熱元件常溫下脆性很大,高溫時(shí)又有可塑性。所以U型元件的安裝方法是垂直懸掛,通過(guò)支撐夾頭將元件垂直懸掛于爐頂上。這樣安裝的目的就是避免將機械應力加到元件發(fā)熱端上,否則容易引起元件斷裂。
2、支撐夾頭
支撐夾頭分別用于直徑9/18mm和直徑6/12mm兩種元件。整個(gè)元件的重量都是由支撐夾頭承擔,元件的位置也由它決定。因此,必須仔細安裝,保證元件垂直懸掛。為避免局部過(guò)熱,元件下端圓錐部分一定要伸到爐膛內。
3、導線(xiàn)夾頭
接觸元件的導線(xiàn)采用鋁編織線(xiàn)或多層鋁箔。外面的鋼板只起夾緊作用,不用來(lái)導電。直徑6/12mm元件須用單排,而直徑9/18mm元件采用雙排。導線(xiàn)的末端與母線(xiàn)聯(lián)結。為了避免應力傳到元件上,導線(xiàn)應略大于元件和母線(xiàn)間的直線(xiàn)距離。
安裝元件時(shí)夾頭上的螺絲不要一次擰的太緊,待元件升到高溫時(shí)再次擰緊,因為這時(shí)元件有一定塑性不易折斷。夾頭部分溫度一般不要高于200°C。因此,夾頭導線(xiàn)與元件接觸電壓應降低0.1V。為避免幅射熱傳到夾頭,夾頭下端和穿磚上面的距離不應小于50mm。為了避免損壞,一般直徑6/12mm元件不能長(cháng)期使用170A,直徑9/18mm元件不能長(cháng)期使用300A。
硅鉬棒爐子的操作:
1、爐子的干燥
新砌筑或長(cháng)期不用的爐子在使用前需要干燥。一般干燥溫度為100-200°C,而元件長(cháng)期在低溫下使用將會(huì )引起低溫氧化。小型爐子干燥時(shí)間短,幾個(gè)小時(shí)對元件影響不大。大型爐子干燥時(shí)間長(cháng),需要注意。為了通風(fēng),將爐門(mén)打開(kāi),隨著(zhù)溫度升高可以半開(kāi),到1000°C以上*關(guān)閉爐門(mén)。
2、爐子的啟動(dòng)
如果爐子干燥好了或不需要干燥就可以啟動(dòng)升溫,為了避免過(guò)大電流沖擊而使電器設備過(guò)荷,應采用下列步驟起動(dòng):
小型爐子 ( 功率<100KW ) | 大 型 爐 子 ( 功 率100-500KW ) | ||
爐 溫 ℃ | 電 壓 | 爐 溫 ℃ | 電 壓 |
20-150 | 1/3工作電壓 | 20-300 | 1/3工作電壓 |
150-500 | 2/3工作電壓 | 300-700 | 2/3工作電壓 |
500-工作溫度 | 全工作電壓 | 700-工作溫度 | 全工作電壓 |
設備換檔時(shí)不能時(shí)間太長(cháng),一般元件溫度不能下降300-400℃,否則,容易引起電流沖擊而損壞電器設備。
3、二硅化鉬電熱元件的更換
在操作過(guò)程中發(fā)現二硅化鉬電熱元件損壞應首先確定位置,同時(shí)準備好組合元件。然后將損壞的元件夾頭導線(xiàn)與母線(xiàn)連結的螺絲松開(kāi),清理開(kāi)陶瓷棉,連用穿磚一起拔出來(lái),再將新組合元件從爐頂插入,連結好導線(xiàn),堵好陶瓷棉即可升溫。
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