Hastes de carboneto de silício para materiais refratários-de alta temperatura

I. Definição:

As hastes de carboneto de silício (SiC) são elementos de aquecimento elétrico de alta temperatura-em forma de haste ou tubulares não{1}}metálicos de alta-temperatura feitos principalmente de carboneto de silício hexagonal verde de alta{3}}pureza, processados ​​em peças brutas de acordo com uma proporção de material específica e depois sinterizados a 2.200 graus por meio de siliconização e recristalização. A temperatura normal de operação em uma atmosfera oxidante pode chegar a 1.450 graus, com uso contínuo por até 2.000 horas. É um elemento de aquecimento elétrico não{10}}metálico de alta-temperatura em forma de haste. Os fabricantes domésticos de hastes de SiC usam processos e técnicas de fabricação bastante semelhantes, e a temperatura operacional tem permanecido consistentemente abaixo de 1.520 graus.

II. Propriedades Químicas:

As hastes de carboneto de silício têm boa estabilidade química e forte resistência a ácidos. Sob condições-de alta temperatura, as substâncias alcalinas têm um efeito corrosivo sobre eles.

O uso prolongado de elementos de haste de carboneto de silício acima de 1000 graus pode levar às seguintes reações com oxigênio e vapor de água: ①SiC + 2O2 → SiO2 + CO2 ②SiC + 4H2O=SiO2 + 4H2 + CO2. Isto provoca um aumento gradual no conteúdo de SiO2 dentro do elemento, resultando num aumento lento na resistência, significando envelhecimento. O vapor de água excessivo promoverá a oxidação do SiC. O H2 produzido pela reação ② combina-se com o O2 do ar para formar H2O, criando um ciclo vicioso e reduzindo a vida útil do componente. O hidrogênio (H2) pode reduzir a resistência mecânica dos componentes. O nitrogênio (N2) pode prevenir a oxidação do SiC abaixo de 1.200 graus, mas reage com o SiC acima de 1.350 graus, causando a decomposição do SiC. O cloro (Cl2) pode decompor completamente o SiC.

III. Precauções:

1. As hastes de carboneto de silício são duras e quebradiças, facilmente quebradas por fortes vibrações e impactos. Portanto, cuidados extras devem ser tomados durante o transporte e manuseio.

2. O comprimento do elemento de aquecimento da haste de carboneto de silício deve ser igual à largura da câmara do forno. Se o elemento de aquecimento se estender para dentro da parede do forno, ele poderá queimar facilmente a parede do forno.

3. O comprimento da extremidade fria da haste de carboneto de silício deve ser igual à espessura da parede do forno mais o comprimento da extremidade fria que se estende para fora da parede do forno. Geralmente, o comprimento da extensão da extremidade fria é de 50 ~ 150 mm para permitir o resfriamento da extremidade fria e dos grampos de conexão.

4. O diâmetro interno do forno através do qual as hastes de carboneto de silício são instaladas deve ser de 1,4 a 1,6 vezes o diâmetro externo da extremidade fria. Se a abertura do forno for muito pequena ou o material de enchimento interno for muito apertado, isso impedirá a livre expansão e contração das hastes de carboneto de silício em altas temperaturas, levando à quebra da haste. Durante a instalação, as hastes de carboneto de silício devem poder girar livremente 360 ​​graus.

5. A distância entre as hastes de carboneto de silício e o objeto aquecido e a parede do forno deve ser maior ou igual a três vezes o diâmetro do elemento de aquecimento. A distância-a{3}}de centro entre as hastes de carboneto de silício não deve ser inferior a quatro vezes o diâmetro de seus elementos de aquecimento.

6. A extremidade fria da haste de carboneto de silício é conectada ao circuito principal usando tranças de alumínio ou folha de alumínio. As braçadeiras na extremidade fria devem estar bem fixadas.

7. Fornos recém-construídos ou fornos elétricos que não são utilizados há muito tempo devem ser pré-aquecidos antes do uso, usando varetas velhas ou outras fontes de calor.

8. As hastes de carboneto de silício devem ser protegidas da umidade durante o armazenamento. A umidade pode facilmente fazer com que a camada de alumínio na extremidade fria se decomponha e descasque, aumentando a resistência de contato entre a extremidade fria e os grampos e tornando as hastes de carboneto de silício propensas a rachar quando energizadas.

9. Antes do uso, as hastes de carboneto de silício devem ser ajustadas quanto à resistência. Conecte primeiro hastes de carboneto de silício com valores de resistência iguais ou semelhantes.

10. Equipe as hastes de carboneto de silício com um regulador de tensão. Inicialmente, a tensão deve ser metade da tensão normal de operação. Depois de estabilizar por um período, aumente gradualmente a tensão. Isso evita que as hastes de carboneto de silício se quebrem devido ao rápido aumento da temperatura.

11. As hastes de carboneto de silício têm uma vida útil longa e contínua, mas uma vida útil curta e intermitente.

12. Ao usar hastes de carboneto de silício, selecione a densidade de carga superficial e a temperatura operacional apropriadas. A temperatura operacional não deve exceder 1650 graus; em ambientes com gases nocivos, evite que as hastes de carboneto de silício reajam quimicamente com os gases nocivos.

13. Ao substituir as hastes de carboneto de silício, selecione aquelas com resistência próxima à das hastes de carboneto de silício atualmente em operação no forno. Se necessário, substitua todo o forno por hastes de carboneto de silício. Isto ajuda a prolongar a vida útil das hastes de carboneto de silício. As hastes de carboneto de silício que não podem ser removidas, se apresentarem valores de resistência adequados, podem ser substituídas posteriormente na operação do forno.

14. Evite que metal fundido respingue nas hastes de carboneto de silício, pois isso pode facilmente quebrá-las.

15. Evite a corrosão da haste de carboneto de silício por álcalis, metais alcalino-terrosos e óxidos alcalinos.

16. Observe regularmente se as leituras do amperímetro, voltímetro e termômetro estão normais; se as braçadeiras da extremidade fria estão soltas, oxidadas e enegrecidas ou com faíscas; se a haste de carboneto de silício está quebrada; e se o elemento de aquecimento da haste de carboneto de silício é aquecido uniformemente.