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硅碳棒使用注意事項(xiàng)
1、硅碳棒安裝前應(yīng)先檢查冷端標(biāo)記的電阻(Ω)，然后進(jìn)行配阻，每組阻值差距在±0.1以下
2、當(dāng)棒穿過(guò)爐壁兩側(cè)(或上下)的棒孔后，應(yīng)自由轉(zhuǎn)動(dòng)360度，嚴(yán)防強(qiáng)制安裝與敲打。
3、使用硅碳棒必須配備調(diào)壓變壓器或可控硅調(diào)壓器及電壓、電流表和溫度自動(dòng)控制儀表等。在使用過(guò)程中因棒氧化，電阻則逐漸增加，為保持爐溫正常，應(yīng)提高使用電壓。當(dāng)電壓提高到所用變壓器最高限度仍不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可停爐改變棒的接線(xiàn)方式再繼續(xù)使用。
4、新?tīng)t開(kāi)始送電時(shí)，為了防止斷棒，應(yīng)采用電阻爐額定功率的l／2空送一段時(shí)間，一切正常后再逐漸升高電壓，要按電爐升溫規(guī)范升溫，以免因功率過(guò)高炸斷硅碳棒。
5、新?tīng)t或久未使用的電爐(窯)，在使用之前必須烘爐，烘爐時(shí)盡可能用舊棒或其它熱源。
6、嚴(yán)禁硅碳棒超負(fù)荷使用。如棒因故斷裂或發(fā)現(xiàn)棒發(fā)熱不均，局部呈白熾或暗紅現(xiàn)象一段一段時(shí)，這說(shuō)明棒體老化不一致，一段段電阻相差太大，應(yīng)停爐檢修換棒，最好全部更換新棒，如更換部份新棒或單支新棒時(shí)會(huì)因新棒電阻與用過(guò)棒的電阻匹配不合適，導(dǎo)致負(fù)荷不平衡，爐溫不均勻。因電阻差異大故棒溫高低相差也大，會(huì)嚴(yán)重影響使用壽命。
7、棒在存放過(guò)程中，要注意防潮。如發(fā)現(xiàn)棒端噴鋁處變質(zhì)潮解，經(jīng)表面處理后可重新噴鋁，如無(wú)噴鋁條件，可在棒噴鋁段纏裹幾層鋁箔再用。
8、硅碳棒硬而脆，在運(yùn)輸、開(kāi)箱、安裝更換時(shí)要特別小心。輕拿、輕放，嚴(yán)防機(jī)械敲打，以免損壞。
加粗式硅碳棒示意圖
L-全長(zhǎng) I-發(fā)熱部長(zhǎng)度 I1-冷端部長(zhǎng)度 d-直徑 D冷端部直徑
n-噴鋁長(zhǎng)度 標(biāo)志方法：d/I/I1/D
例：8/180/150/14
粗端式硅碳棒規(guī)格、功率及電阻范圍表
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規(guī)格d/I/I1/D(mm) |
總長(zhǎng)L(mm) |
電阻范圍（Ω） |
每支元件在下列爐溫/棒溫時(shí)允許負(fù)荷量（W） |
|
800-900℃ |
900-1000℃ |
1000-1100℃ |
1100-1200℃ |
1200-1300℃ |
1300-1400℃ |
1350-1450℃ |
|
8/180/60/14 |
300 |
2.6-5.2 |
126 |
166 |
208 |
261 |
317 |
385 |
423 |
|
8/180/150/14 |
480 |
2.6-5.2 |
126 |
166 |
208 |
261 |
317 |
385 |
423 |
|
8/150/150/14 |
450 |
2.2-4.5 |
105 |
138 |
173 |
217 |
264 |
321 |
353 |
|
8/180/180/14 |
540 |
2.6-5.2 |
126 |
166 |
208 |
261 |
317 |
385 |
423 |
|
8/200/150/14 |
500 |
2.9-5.8 |
140 |
181 |
231 |
290 |
353 |
428 |
470 |
|
12/150/200/20 |
550 |
1.1-2.2 |
158 |
209 |
259 |
327 |
400 |
485 |
530 |
|
12/200/200/20 |
600 |
1.4-2.9 |
211 |
278 |
346 |
436 |
534 |
647 |
707 |
|
12/250/200/20 |
650 |
1.8-3.8 |
263 |
348 |
432 |
455 |
667 |
804 |
884 |
|
14/180/150/22 |
480 |
1.3-2.3 |
238 |
293 |
365 |
459 |
563 |
681 |
744 |
|
14/150/250/22 |
650 |
0.9-1.8 |
185 |
244 |
303 |
382 |
468 |
567 |
620 |
|
14/200/250/22 |
700 |
1.2-2.3 |
264 |
326 |
405 |
510 |
625 |
757 |
827 |
|
14/250/250/22 |
750 |
1.5-3.0 |
309 |
401 |
506 |
638 |
781 |
946 |
1034 |
|
14/300/250/22 |
800 |
1.8-3.5 |
370 |
488 |
607 |
766 |
937 |
1135 |
1241 |
|
14/400/350/22 |
1100 |
2.3-4.7 |
493 |
651 |
810 |
1021 |
1250 |
1514 |
1654 |
|
18/300/250/28 |
800 |
1.1-2.2 |
475 |
627 |
780 |
983 |
1204 |
1458 |
1593 |
|
18/300/350/28 |
1000 |
1.1-2.2 |
475 |
627 |
780 |
983 |
1204 |
1458 |
1593 |
|
18/400/250/28 |
900 |
1.4-2.9 |
633 |
836 |
1040 |
1311 |
1605 |
1944 |
2124 |
|
18/500/350/28 |
1200 |
1.8-3.6 |
791 |
1045 |
1300 |
1639 |
2006 |
2430 |
2656 |
|
18/600/350/28 |
1300 |
2.1-4.3 |
949 |
1254 |
1559 |
1966 |
2407 |
2915 |
3187 |
|
18/400/400/28 |
1200 |
1.4-2.9 |
633 |
836 |
1040 |
1311 |
1605 |
1944 |
2124 |
|
25/400/400/38 |
1200 |
0.8-1.7 |
879 |
1162 |
1444 |
1821 |
2229 |
2700 |
2952 |
|
25/600/500/38 |
1600 |
1.3-2.6 |
1319 |
1743 |
2167 |
2732 |
3344 |
4051 |
4427 |
|
25/800/450/38 |
1700 |
1.7-3.4 |
1758 |
2324 |
2889 |
3642 |
4459 |
5401 |
5903 |
|
25/500/400/45 |
1300 |
0.6-1.2 |
1319 |
1743 |
2167 |
2732 |
3344 |
4051 |
4427 |
|
30/1000/500/45 |
2000 |
1.1-2.2 |
2638 |
3485 |
4333 |
5464 |
6688 |
8101 |
8855 |
|
30/1200/500/45 |
2200 |
1.3-2.6 |
3165 |
4153 |
5200 |
6556 |
8026 |
9721 |
10626 |
|
40/1000/500/56 |
2000 |
0.8-1.7 |
3520 |
4651 |
5782 |
7291 |
8925 |
10810 |
11816 |
|
40/1500/500/56 |
2500 |
1.3-2.6 |
5275 |
6971 |
8666 |
10927 |
13376 |
16202 |
17710 |
|
40/2400/700/56 |
3800 |
2.0-4.0 |
8439 |
11152 |
13864 |
17481 |
21399 |
25920 |
28332 |
|
40/2600/850/56 |
4300 |
2.2-4.4 |
8792 |
11618 |
14444 |
18212 |
22940 |
27004 |
29516 |
以上產(chǎn)品是部分定型產(chǎn)品的規(guī)格電阻范圍，我廠可根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際情況提供圖紙及技術(shù)要求定做產(chǎn)品。
硅碳棒為非金屬電熱元件,是用高純度綠色六方碳化硅為主要原料,經(jīng)2200℃高溫再結(jié)晶制成的,正常使用溫度可達(dá)1450℃,合理使用條件下,連續(xù)使用超過(guò)2000小時(shí),在空氣中使用,不需要任何保護(hù)氣氛。適用于各種電爐電窯。
一、用途:由于硅碳棒使用溫度高,有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。如果與自動(dòng)化供電系統(tǒng)配套,既可得到精確的恒定溫度, 又可根據(jù)生產(chǎn)工藝的實(shí)際需要按曲線(xiàn)自動(dòng)調(diào)溫�，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國(guó)防、機(jī)械、冶金、輕化、陶瓷、半導(dǎo)體、分析化驗(yàn)、科學(xué)研究等領(lǐng)域,成為各種電爐電窯的電加熱元件。隧道窯、輥道窯、玻璃窯爐、真空爐、馬弗爐、冶煉爐以及各類(lèi)加熱設(shè)備,使用硅碳棒加熱既方便,又安全可靠。
如:銅、鋁及各種合金的冶煉,機(jī)械器件的熱處理,陶瓷和磁性元件的燒結(jié),以及作為各類(lèi)試驗(yàn)、化驗(yàn)設(shè)備的加熱元件,均能得到較為理想的效果。
二、性能:該元件質(zhì)地硬而脆,膨脹系數(shù)小、能耐急冷急熱,不易變形,有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,抗酸能力極強(qiáng),與強(qiáng)酸不反應(yīng),抗堿能力較差,在高溫下能腐蝕分解棒體。氯氣能使元件分解，氫氮?dú)庥胁煌潭鹊那治g作用。如果在空氣和水蒸氣中長(zhǎng)期使用，元件會(huì)緩慢老化，二氧化硅含量增多,電阻值增長(zhǎng),發(fā)生如下反應(yīng):
硅碳棒的電阻值，隨著元件溫度的變化而變化，因?yàn)樵且环N非線(xiàn)性型電阻體。從室溫至850±50℃電阻由大變小，850±50℃以上又由小變大。也就是說(shuō)：元件的電阻溫度系數(shù)有負(fù)值階段也有正直階段。在棒的一端所標(biāo)電阻是按部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在1050±50℃時(shí)測(cè)定的，便于安裝時(shí)搭配。
元件的表面負(fù)荷密度與爐子的溫度有密切關(guān)系，可以根據(jù)需要任意調(diào)整。需要爐溫高時(shí)加大負(fù)荷密度，反之可降低負(fù)荷密度。即所謂“調(diào)功”。
元件在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于SiC表面氧化，使其電阻有所增加，元件老化的速度取決于元件的使用時(shí)間，溫度和表面的負(fù)荷密度。元件在空氣中使用溫度高負(fù)荷密度大，元件的老化速度就快。
（1）、硅碳棒物理性能：
|
項(xiàng)目 |
單位 |
數(shù)值 |
項(xiàng)目 |
單位 |
數(shù)值 |
|
硬度 |
莫氏 |
9.5 |
抗折強(qiáng)度 |
KN/cm2 |
3.92 |
|
密度 |
g/cm3 |
3-3.2 |
熱傳導(dǎo)系數(shù)（1200℃） |
W/m.℃ |
15.7 |
|
氣孔率 |
% |
23-27 |
線(xiàn)膨脹系數(shù)（1200℃） |
m/℃ |
5X10-6 |
�。�2）、硅碳棒化學(xué)性能：
|
溫度℃ |
發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) |
溫度℃ |
發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) |
|
1000 |
堿性物質(zhì)侵蝕硅碳棒 |
1200 |
氫氟酸、氟化物破壞SiC保護(hù)膜 |
|
1200 |
氨氣分解為N2、H2開(kāi)始與元件反應(yīng) |
1300 |
硫磺與硫腐蝕硅碳棒 |
|
1200 |
氯氣完全分解元件的SiC |
1400 |
氮?dú)馀c硅碳棒生成一系列的氮化物 |
（3）、硅碳棒電氣性能
由圖可見(jiàn)發(fā)熱體電阻呈凹曲狀，約在850±50℃時(shí)，電阻率為最小值，在此溫度點(diǎn)之后，溫度增高電阻率相應(yīng)增大。溫度超過(guò)1500℃時(shí)，老化速度加劇，并將元件迅速燒毀
（4）、硅碳棒的老化
三、品種:硅碳棒分為:兩端加粗式棒、等直徑棒、槽型棒、雙溫區(qū)硅碳棒、槍型棒、山型棒、輥棒、螺紋棒及再結(jié)晶熱電偶保護(hù)管等,其形狀和各部名稱(chēng)如下圖：
硅碳棒是用高純度綠色六方碳化硅為主要原料。 硅是非金屬元素，有無(wú)定形和晶體兩種同素異形體， 晶體硅具有金屬光澤和某些金屬特性，因此常被稱(chēng)為準(zhǔn)金屬元素。硅是一種重要的半導(dǎo)體材料，摻微量雜質(zhì)的硅單晶可用來(lái)制造大功率晶體管、整流器和太陽(yáng)能電池等。二氧化硅（硅石）是最普遍的化合物，在自然界中分布極廣，構(gòu)成各種礦物和巖石。最重要的晶體硅石是石英。大而透明的石英晶體叫水晶，黑色幾乎不透明的石英晶體叫墨晶。石英的硬度為7。石英玻璃能透過(guò)紫外線(xiàn)，可以用來(lái)制造汞蒸氣紫外光燈和光學(xué)儀器。自然界中還有無(wú)定形的 硅，叫做硅藻土，常用作甘油炸藥（硝化甘油）的吸附體，也可作絕熱、隔音材料。普通的砂子是制造玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料等的原料。硅酸干燥脫水后的產(chǎn)物為硅膠，它有很強(qiáng)的吸附能力，能吸收各種氣體，因此常用來(lái)作吸附劑、干燥劑和部分催化劑的載體。
（1） 硅碳棒質(zhì)地硬而脆，受到劇烈震動(dòng)和撞擊容易斷裂。因此運(yùn)輸時(shí)要格外小心，搬運(yùn)時(shí)要輕拿輕放。 �。�2） 硅碳棒發(fā)熱部的長(zhǎng)度應(yīng)該等于爐膛的寬度。如果發(fā)熱部伸入爐墻內(nèi)，容易燒損爐墻。 �。�3） 硅碳棒冷端部的長(zhǎng)度應(yīng)該等于爐墻厚度加上冷端伸出爐墻的長(zhǎng)度。一般冷端部伸出長(zhǎng)度為50～150mm，以便冷卻冷端部及連接卡具。 �。�4）穿 硅碳棒的爐子的內(nèi)徑應(yīng)是冷端部外徑的1.4～1.6倍，爐孔過(guò)小或孔內(nèi)填充物塞得過(guò)緊，高溫時(shí)會(huì)阻礙硅碳棒自由伸縮而導(dǎo)致斷棒。安裝時(shí)，應(yīng)該使硅碳棒能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)360度。 �。�5） 硅碳棒與被加熱物及爐墻的距離應(yīng)大于或等于發(fā)熱部直徑的3倍。硅碳棒與硅碳棒之間的中心距應(yīng)不小于其發(fā)熱部直徑的4倍。 �。�6） 硅碳棒冷端部與主電路用鋁辮或鋁箔連接。冷端部的夾具要卡緊。 �。�7）新建爐或長(zhǎng)時(shí)間不使用的電爐在使用前要進(jìn)行烘爐，應(yīng)采用舊棒或其它熱源烘爐。 �。�8） 硅碳棒存放時(shí)要防止受潮。因?yàn)槭艹焙笕菀资估涠瞬夸X層分解、脫落，導(dǎo)致冷端部與卡具接觸電阻增大，而且硅碳棒通電后容易崩裂。 �。�9） 硅碳棒在使用前要進(jìn)行配阻。先阻值相同或接近的硅碳棒連接在一起。 （10）為 硅碳棒配備調(diào)壓裝置。送電初期電壓為其正常工作電壓的一半，穩(wěn)定一段時(shí)間以后再逐漸提高電壓。這樣硅碳棒就不會(huì)因?yàn)榧眲∩郎囟鴮?dǎo)致斷裂。 �。�11） 硅碳棒連續(xù)使用壽命長(zhǎng)；間斷使用壽命短。 �。�12） 硅碳棒使用時(shí)要選擇合理的表面負(fù)荷密度和使用溫度。使用溫度應(yīng)不大于1650℃；在有害氣體環(huán)境中使用更要防止硅碳棒與有害氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 �。�13）更換 硅碳棒時(shí)，應(yīng)選用和爐內(nèi)運(yùn)行的硅碳棒的電阻相接近的硅碳棒，必要時(shí)更換整爐硅碳棒，這樣有利于提高硅碳棒的使用壽命，卸不來(lái)的硅碳棒，如果電阻值合適，還可以在電爐運(yùn)行中后期換上使用。 （14）防止 硅碳棒濺上熔融金屬，濺上熔融金屬容易導(dǎo)致斷棒。 �。�15）防止堿、堿土金屬和堿性氧化物腐蝕 硅碳棒。 �。�16）經(jīng)常觀察電流表、電壓表及溫度表的讀數(shù)是否正常；冷端部夾具是否松運(yùn)、氧化發(fā)黑或打火； 硅碳棒是否斷裂； 硅碳棒發(fā)熱部紅熱是否均勻。
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（1）為了使每支硅碳棒都能處于正常而理想的工作狀態(tài)，安裝前對(duì)整批硅碳棒測(cè)定其電阻值，將其分類(lèi)，電阻值相近的裝在同一調(diào)整區(qū)，使之工作電源相近。
（2）為了檢驗(yàn)每支硅碳棒電熱元件是否良好工作，通電試驗(yàn)時(shí)可用鉗形電流表逐一測(cè)定電流。同一區(qū)域在相等的電壓下要求電流相近，偏差不超出10%，如果個(gè)別電流太大就說(shuō)明阻值太小。如果電流太小，不是阻值太大就是管腳按觸不良。如果沒(méi)有電流可能是硅碳棒電熱元件已斷裂，應(yīng)進(jìn)一步檢查更換。
（3）硅碳棒電熱元件質(zhì)脆易斷，特別在帶螺紋位置最為脆弱，安裝要特別小心，輕拿輕放，安裝時(shí)要特別注意絕不允許單邊受力，必要時(shí)應(yīng)用耐熱鋼管套住硅碳棒輕輕推入然后拔出鋼管套，安上護(hù)套固定好。
（4）為防止硅碳棒電熱元件與上部結(jié)構(gòu)的耐火材料互相影響，各個(gè)元件的管腳均用陶瓷纖維套管絕緣，陶瓷纖維套管不但起著電氣絕緣的作用而且還起到固定硅碳棒的作用。
（5）在窯爐中使用硅碳棒，操作溫度可達(dá)1700℃。在還原性氣氛下,其最高操作溫度為1350℃。碳化硅加熱元件的壽命一般為1～2個(gè)月，最多達(dá)到3個(gè)月。
（6）料道中使用的硅碳棒，為了延長(zhǎng)硅碳棒加熱元件的壽命�？筛倪M(jìn)料道上部結(jié)構(gòu)，用擋磚將料道與工作池隔開(kāi),嚴(yán)格控制料道氣氛。
（7）減少使用溫度的影響。碳化硅元件的老化速度與使用溫度成正比，使用溫度越高，老化越快，其壽命越短。
（8）通過(guò)調(diào)整加于硅碳棒元件的電力負(fù)荷，降低表面負(fù)荷密度。如采用較小的負(fù)荷和較低的表面負(fù)荷密度，窯內(nèi)溫度雖高，也可以保持相當(dāng)長(zhǎng)的壽命，這可通過(guò)改變硅碳棒元件的安裝支數(shù)，或改變?cè)囊?guī)格，以調(diào)節(jié)發(fā)熱表面的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。表面負(fù)荷密度與爐膛溫度成反比，爐膛溫度越高，允許表面負(fù)荷密度越小;超負(fù)荷使用會(huì)引起碳化硅元件過(guò)熱分解導(dǎo)致發(fā)熱部表面脫落、燒損。為確保元件壽命，切忌讓電熱元件在超負(fù)荷條件下使用,一般其值控制在6～8W/cm2。
（9）硅碳棒電熱元件使用一定時(shí)間后，由于電阻值增大，需要提高電壓，用以補(bǔ)償電阻增加的損失，因此需要變壓器有一定的電壓調(diào)節(jié)范圍；對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的窯爐和料道，電壓調(diào)整范圍為0.7～2.5V(V是指硅碳棒元件初期使用的電壓)。通過(guò)增壓調(diào)節(jié)，可以延長(zhǎng)碳化硅元件的使用壽命。
（10）硅碳棒元件的接線(xiàn)方法，可采用并聯(lián)、串聯(lián)、角形、星形以及其它形式的接線(xiàn)方式;但是并聯(lián)優(yōu)越于串聯(lián)，并聯(lián)可以調(diào)節(jié)負(fù)荷不平衡的因素，而多支串聯(lián)則加重了不平衡的因素，提高了工作電壓。為了延長(zhǎng)硅碳棒元件的壽命、保證安全使用，應(yīng)避免采用多支串聯(lián)。
（11）硅碳棒碎片落入玻璃液中會(huì)造成氣泡，這是由于碳化硅有強(qiáng)還原作用，會(huì)與溶解于玻璃液中的氣體和玻璃組分起化學(xué)反應(yīng)。因此殘缺的硅碳棒碎片必須設(shè)法取出，但一般情況下碳化硅棒只會(huì)斷裂不會(huì)破碎。
（12）窯爐氣體內(nèi)含有大量硫、鈉、硼等氧化物，會(huì)與硅碳棒起強(qiáng)烈反應(yīng)，幾天之內(nèi)就會(huì)使整個(gè)棒體發(fā)胖而損壞。使用硅碳棒發(fā)熱體時(shí)，料道必須與工作池火焰空間完全分隔。一般料道中因揮發(fā)含量低，對(duì)其影響甚小。
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