Tije din carbură de siliciu pentru materiale refractare-înalte

I. Definiție:

Tijele din carbură de siliciu (SiC) sunt elemente de încălzire electrice nemetalice de înaltă-temperatură nemetalice în formă de tijă-sau tubulare, fabricate în principal din carbură de siliciu hexagonală verde de puritate ridicată, procesate în semifabricate conform unui raport de material specific și apoi sinterizate la 2200 de grade prin siliconizare și recristalizare. Temperatura normală de funcționare într-o atmosferă oxidantă poate ajunge la 1450 de grade, cu utilizare continuă până la 2000 de ore. Este un element de încălzire electric ne-metalic-în formă de tijă. Producătorii autohtoni de tije SiC folosesc procese și tehnici de fabricație în mare măsură similare, iar temperatura de funcționare a rămas constant sub 1520 de grade.

II. Proprietăți chimice:

Tijele din carbură de siliciu au stabilitate chimică bună și rezistență puternică la acizi. În condiții de-temperatură ridicată, substanțele alcaline au un efect corosiv asupra lor.

Utilizarea prelungită a elementelor de tijă din carbură de siliciu peste 1000 de grade poate duce la următoarele reacții cu oxigenul și vaporii de apă: ①SiC + 2O2 → SiO2 + CO2 ②SiC + 4H2O=SiO{2 + 4H{2 + CO2. Acest lucru determină o creștere treptată a conținutului de SiO2 din cadrul elementului, rezultând o creștere lentă a rezistenței, ceea ce înseamnă îmbătrânire. Vaporii de apă în exces vor promova oxidarea SiC. H2 produs prin reacția ② se combină cu O2 din aer pentru a forma H2O, creând un cerc vicios și reducând durata de viață a componentelor. Hidrogenul (H2) poate reduce rezistența mecanică a componentelor. Azotul (N2) poate preveni oxidarea SiC sub 1200 grade, dar reacționează cu SiC peste 1350 grade, provocând descompunerea SiC. Clorul (Cl2) poate descompune complet SiC.

III. Precauții:

1. Tijele din carbură de siliciu sunt dure și casante, ușor de spart de vibrații severe și impact. Prin urmare, trebuie avută o atenție sporită în timpul transportului și manipulării.

2. Lungimea elementului de încălzire al tijei din carbură de siliciu trebuie să fie egală cu lățimea camerei cuptorului. Dacă elementul de încălzire se extinde în peretele cuptorului, poate arde cu ușurință peretele cuptorului.

3. Lungimea capătului rece al tijei din carbură de siliciu trebuie să fie egală cu grosimea peretelui cuptorului plus lungimea capătului rece care se extinde din peretele cuptorului. În general, lungimea prelungirii capătului rece este de 50 ~ 150 mm pentru a permite răcirea capătului rece și a clemelor de conectare.

4. Diametrul interior al cuptorului prin care sunt instalate tijele din carbură de siliciu trebuie să fie de 1,4 până la 1,6 ori diametrul exterior al capătului rece. Dacă deschiderea cuptorului este prea mică sau materialul de umplere din interior este prea strâns, aceasta va împiedica expansiunea și contracția liberă a tijelor din carbură de siliciu la temperaturi ridicate, ducând la ruperea tijei. În timpul instalării, tijele din carbură de siliciu ar trebui să se poată roti liber la 360 de grade.

5. Distanța dintre tijele din carbură de siliciu și obiectul încălzit și peretele cuptorului trebuie să fie mai mare sau egală cu de trei ori diametrul elementului de încălzire. Distanța-la-centre dintre tijele din carbură de siliciu nu trebuie să fie mai mică de patru ori diametrul elementelor lor de încălzire.

6. Capătul rece al tijei din carbură de siliciu este conectat la circuitul principal folosind împletituri de aluminiu sau folie de aluminiu. Clemele de la capătul rece trebuie să fie bine fixate.

7. Cuptoarele nou construite sau cuptoarele electrice care nu au fost folosite de mult timp trebuie preincalzite inainte de utilizare, folosind tije vechi sau alte surse de caldura.

8. Tijele din carbură de siliciu trebuie protejate de umiditate în timpul depozitării. Umiditatea poate determina cu ușurință descompunerea și desprinderea stratului de aluminiu de la capătul rece, crescând rezistența de contact dintre capătul rece și cleme și făcând tijele din carbură de siliciu predispuse la crăpare atunci când sunt sub tensiune.

9. Înainte de utilizare, tijele din carbură de siliciu trebuie să fie potrivite pentru rezistență. Conectați mai întâi tijele din carbură de siliciu cu aceleași valori de rezistență sau similare.

10. Echipați tijele din carbură de siliciu cu un regulator de tensiune. Inițial, tensiunea ar trebui să fie jumătate din tensiunea normală de funcționare. După stabilizarea pentru o perioadă, creșteți treptat tensiunea. Acest lucru previne ruperea tijelor din carbură de siliciu din cauza creșterii rapide a temperaturii.

11. Tijele din carbură de siliciu au o durată lungă de viață continuă, dar o viață intermitentă scurtă.

12. Când utilizați tije din carbură de siliciu, selectați densitatea de încărcare a suprafeței și temperatura de funcționare adecvate. Temperatura de funcționare nu trebuie să depășească 1650 de grade; în medii cu gaze nocive, împiedicați tijele din carbură de siliciu să reacționeze chimic cu gazele nocive.

13. Când înlocuiți tijele din carbură de siliciu, selectați-le pe cele cu rezistență apropiată de cea a tijelor din carbură de siliciu care funcționează în prezent în cuptor. Dacă este necesar, înlocuiți întregul cuptor cu tije din carbură de siliciu. Acest lucru ajută la prelungirea duratei de viață a tijelor din carbură de siliciu. Tijele din carbură de siliciu care nu pot fi îndepărtate, dacă au valori de rezistență adecvate, pot fi înlocuite ulterior în funcționarea cuptorului.

14. Preveniți stropirea metalului topit pe tijele din carbură de siliciu, deoarece acest lucru le poate provoca cu ușurință să se rupă.

15. Preveniți coroziunea tijei de carbură de siliciu de către alcalii, metale alcalino-pământoase și oxizi alcalini.

16. Observați în mod regulat dacă citirile ampermetrului, voltmetrului și termometrului sunt normale; dacă clemele de la capătul rece sunt slăbite, oxidate și înnegrite sau produc scântei; dacă tija din carbură de siliciu este ruptă; și dacă elementul de încălzire al tijei din carbură de siliciu este încălzit uniform.