1400度高温炉加热元件硅碳棒技术参数

硅碳棒具有冷端部电阻小、发热部红热均匀、抗腐性强、抗热震性能好、热膨胀系数小、抗蠕变性能良好、辐射能力强、升温速度快、安装维修方便等特点，

日本进口硅碳棒具有耐高温，质量稳定.可以用于 1400度高温炉、1300度负极箱式气氛炉。

 硅碳棒技术参数:

1、硅碳棒表面负荷密度的计算：  硅碳棒表面负荷密度是指棒的发热部单位表面积在使用中承担的电功率，即：表面负荷
密度=		在炉温相同的条件下，棒的单位表面负荷密度大，则棒的使用寿命就短，
故切忌超负荷使用。负荷密度与炉膛温度、棒体表面温度有如下关系：
式中Et---棒体表面温度 Ft炉膛温度
正确选用表面负荷密度是合理使用硅碳棒，延长棒体寿命的重要途径。下面表示硅碳棒在表面额定使用温 度时，不同炉温下棒体所允许的最大表面负荷密度参考值。

	2、硅碳棒规格的选择及需用支数的计算： 硅碳棒规格的选择应主要满足电炉结构尺寸，炉用功率和炉膛温度及温场分布等方面的要求，用时注意有利于外部 接线和功率调节。 硅碳棒需用支数可用下列计算得出： 规格确定后，每支棒承荷功率数为：   P1=F*W(瓦)   F-每棒发热部表面积（Cm2）   W-在计算加炉温下发热部允许的负荷密度（W/Cm2）   需要支数：
	P --- 炉用功率
	U --- 串联支路端电压（伏）     u --- 每支棒承受的电压（伏）
	每支棒承受的电压：
	R-单支棒的标称电阻值。
	3、供电设备的选择及硅碳棒的联结方式： 供电设备最好选用调压范围较大可平稳连续调压的设备，如磁性调压器，可控硅交直流调压器等。如选用 有级调压变压器， 也应选用电压级差小，调压挡数多的变压器。硅碳棒元件的联结方式可串可并，以并联使用为优。串联使用时，支路串联支数不宜多于3支。

炉内气氛

在烧成中硅碳棒与很多烧成物挥发出来的化学物质之间的会发生反应，如果与水、氢、氮、硫、卤素等气体及熔融的铝、碱、盐、熔融金属、金属氧化物接触的话，也会发生反应、腐蚀或氧化现象。

④窑炉运行方式

硅碳棒在连续式窑炉与间歇式窑炉中，前者的寿命较长。硅碳棒在使用中表面氧化生成二氧化硅薄膜，长时间使用使二氧化硅皮膜增加，硅碳棒，硅碳棒阻值也随之增加。二氧化硅薄膜在结晶临界点（270℃）附近发生异常膨胀、收缩。因在间歇式窑炉中间断使用总在此温度上下浮动，所以反复破二氧化硅薄膜，加速氧化。因此停电炉温降至室温时经常急剧增加电阻。

⑤ 接线方法

如果硅碳棒阻值不同，硅碳棒制造厂家，串联时电阻高的硅碳棒负荷较集中，易导致某一根硅碳棒的电阻快速增加，寿命变短。硅碳棒一般是串、并联接线结合使用。建议采用2根串联为一组后多组并联。特别当炉内温度超过1350℃时必须并联。三相接线时建议使用开放三角形接线。

一、炉子功率分配

由于高温电炉炉膛内各部分散热条件及炉气运动状态不同，如果要使炉内各处温度均匀，则炉子的功率必须合理分配。各处根据不同情况输入一定的功率，即分区布置电热元件，有时还要配置几台仪表分别控温。

（一）箱式电阻炉的功率分配

对小型箱式电阻炉，可将功率平均分配，电热元件一般都均匀布置在两侧壁和炉底，或均匀布置在炉顶。对大型的箱式炉，在炉门口一端约占炉膛长度1/3～1/4的范围内，应加大功率，加大量为平均功率的15%～20%，在炉门上也应安装电热元件，以提高炉门口处的温度。有些新型箱式电炉，后墙亦安装了电热元件，炉膛各处的温度会更趋均匀。

（二）井式电阻炉的功率分配

井式炉炉口部分由于密封性较差，故热损较大；炉底部分由于热气流上浮的原因，温度也偏低。而炉膛中部温度较高。因此，炉膛深度较大的大型井式炉炉膛上下部分应分配给较大的功率，并且分成上、中、下三个区，分别控制温度。表1表示不同炉膛深度（H）和直径（D）比的井式电阻炉常采用的热区数和功率分配情况。

当功率分配数值确定以后，还应验算炉膛表面积功率，即单位表面积上的功率大小。过高的表面积功率会降低炉衬寿命；过低的表面积功率将会使炉子的加热能力大大下降。帮一般控制在15～30Kw/m2。

二、电阻炉的接线方式

电阻炉接线方式的选择与炉子功率、供电电压以及电热元件的相数有关。选择的一般原则如下：

（一）尽量保持三相平衡

为避免造成车间电网的三相不平衡状态，炉子功率＞25kw的电阻炉应采用三相供电；炉子功率＜25KW的电阻炉方可采用单相供电。

（二）合理确定每相电热元件的功率大小

每相电热元件的功率不应过大，以便于炉温调节和布置安装。在一般情况下，每相电热元件的功率为10～25KW。若炉子功率较大时，应将电热元件分成两组或多组YD连接法，每组功率以30～75KW为宜，即保持每相功率在10～25KW之间。计算证明：此时可以得到合理的电热元件的安装尺寸。

（三）有利于提高电热元件的寿命

某些高温电阻炉采用硅碳棒作电热元件，接线时，应尽量避免多个硅碳棒串接，而应采用并联或两个硅碳棒串联的接线方法。因为硅碳棒在使用过程中会逐渐老化，电阻增大。若将已老化的硅碳棒与电阻较小硅碳棒串联使用时，则在已老化的硅碳棒上产生较大的功率，因而更加速其老化，使之迅速烧毁。若元件并联使用，则电阻较小的硅碳棒上功率较大，这样可使各元件寿命趋于一致，帮其危害比串联时小。

（四）可变的接线方式

若电阻炉中电热元件组数较多，则可借改变接线方式来改变输入的功率。利用简单的刀形开关就可改变接线方式。

在单相电路中，若两组电热元件由原来的并联改为串联，功率就变成原来的1/4。

在三相电路中，一组电热元件由D连接法改变为Y连接法，功率就变为原来的1/3。

若电阻路中有数组电热元件，各组都有其独立的开关，通过改变接线方式，可使功率得到多级调节。

利用接线方式的改变来调节炉子功率时，应根据最大功率的接线法来确定电热元件的尺寸，以防烧毁电热元件。另外接法的改变不应影响炉温的均匀性。

硅碳棒的使用注意：

1） 、硅碳棒在空气中被加热后，表面形成致密的氧化硅膜，变成抗氧化的保护膜，起到延长寿命的作用。近年来，开发了各种涂层以防止硅碳棒裂化，用于有各种气体的炉内。

2）、给硅碳棒加的电流量越大，硅碳棒的表面温度越高。建议使用尽量小的表面负荷密度（功率）。请注意硅碳棒冷端记载的数值为空气中1000℃的电流、电压，与实际使用不一定相符。一般情况下，硅碳棒表面功率是由炉内温度和硅碳棒表面温度的关系求得，建议使用硅碳棒极限密度的1/2-1/3数值的表面功率（W/ cm2）

3）、 连续使用硅碳棒时，希望缓速增加电阻以维持长寿命。

4）、 硅碳棒尽可能并联。如果硅碳棒阻值不同，串联时电阻高的硅碳棒负荷集中，导致某一个硅碳棒电阻快速增加，寿命变短

5）、硅碳棒的温度分布特性，新出货时的检查规格为在有效发热长度内为Δ60℃以内才算合格，当然温度分布会随着其老化而变大的，最终可能达到200℃。具体温度分布变化也因炉内气氛、使用条件的不同而不同。

6）、 硅碳棒随着使用温度越高寿命为越短，因此在炉膛温度超1400℃以后，氧化速度加快，寿命缩短，使用中注意尽量不要让硅碳棒表面温度过高。

硅碳棒在玻璃行业中的使用常识

1、通过调整加于硅碳棒元件的电力负荷，降低表面负荷密度。如采用较小的负荷和较低的表面负荷密度，窑内温度虽高，也可以保持相当长的寿命，这可通过改变硅碳棒元件的安装支数，或改变元件的规格，以调节发热表面的大小来实现。表面负荷密度与炉膛温度成反比，炉膛温度越高，允许表面负荷密度越小;超负荷使用会引起碳化硅元件过热分解导致发热部表面脱落、烧损。为确保元件寿命，切忌让电热元件在超负荷条件下使用，一般其值控制在6～8W/cm2。

2、硅碳棒电热元件使用一定时间后，由于电阻值增大，需要提高电压，用以补偿电阻增加的损失，因此需要变压器有一定的电压调节范围；对于连续运行的窑炉和料道，电压调整范围为0.7～2.5V(V是指硅碳棒元件初期使用的电压)。通过增压调节，可以延长碳化硅元件的使用寿命。

3、硅碳棒元件的接线方法，可采用并联、串联、角形、星形以及其它形式的接线方式;但是并联优越于串联，并联可以调节负荷不平衡的因素，而多支串联则加重了不平衡的因素，提高了工作电压。为了延长硅碳棒元件的寿命、保证安全使用，应避免采用多支串联。

4、硅碳棒碎片落入玻璃液中会造成气泡，这是由于碳化硅有强还原作用，会与溶解于玻璃液中的气体和玻璃组分起化学反应。因此残缺的硅碳棒碎片必须设法取出，但一般情况下碳化硅棒只会断裂不会破碎。

目前，等直径硅碳棒的生产工艺分为旧工艺和新工艺两种，它们在烧制方法上有所不同。就烧结方法而言，旧工艺采用埋藏反应烧结，而新工艺则采用高温真空炉烧结。然而，由于煤炭是燃烧的必需品，对环境造成一定程度的污染。因此，许多旧工艺中使用的方法已被禁止，并且大多数生产过程已转向新技术。例如，在铝厂、玻璃厂、钒氮合金和反射材料产品的制造过程中，烧结过程会产生一些腐蚀性气体。

与新工艺相比，等直径硅碳棒的旧工艺组件具有更好的耐腐蚀性。它们主要由碳化硅和工业硅、碳粉等材料制成，成分纯度较高。这种非金属棒状高温电加热元件通过模制、干燥和高温烧结等多个过程制成。与通过埋藏法烧结的碳化硅棒相比，在真空炉中烧结的时间较长，因此它们无法与其他材料完全反应，并且所制造的组件无法在某些场合使用。由于等直径硅碳棒的工作温度较高，因此具有出色的化学稳定性。

日本硅碳棒