Tyče z karbidu křemíku pro-vysokoteplotní žáruvzdorné materiály

I. Definice:

Tyčinky z karbidu křemíku (SiC) jsou tyčové -tvarované nebo trubicovité ne-kovové vysokoteplotní{2}}elektrické topné články vyrobené primárně z vysoce čistého zeleného šestihranného karbidu křemíku, zpracované do polotovarů podle specifického poměru materiálu a poté slinované při 2200 stupních a rekrystalizační silikonizací. Normální provozní teplota v oxidační atmosféře může dosáhnout 1450 stupňů, při nepřetržitém používání až 2000 hodin. Jedná se o tyčový-ne-kovový vysokoteplotní{11}}elektrický topný článek. Domácí výrobci tyčí SiC používají do značné míry podobné procesy a výrobní techniky a provozní teplota trvale zůstávala pod 1520 °C.

II. Chemické vlastnosti:

Tyčinky z karbidu křemíku mají dobrou chemickou stabilitu a silnou odolnost vůči kyselinám. Při vysokých-teplotách na ně působí alkalické látky korozivně.

Dlouhodobé používání tyčových prvků z karbidu křemíku nad 1000 stupňů může vést k následujícím reakcím s kyslíkem a vodní párou: ①SiC + 2O2 → SiO2 + CO2 ②SiC + 4H2O=SiO2 + 4H2 + CO2. To způsobuje postupné zvyšování obsahu SiO2 v prvku, což má za následek pomalé zvyšování odolnosti, což znamená stárnutí. Nadměrná vodní pára podpoří oxidaci SiC. H2 produkovaný reakcí ② se spojuje s O2 ve vzduchu za vzniku H2O, čímž vzniká začarovaný kruh a snižuje se životnost součástí. Vodík (H2) může snížit mechanickou pevnost součástí. Dusík (N2) může zabránit oxidaci SiC pod 1200 stupňů, ale reaguje s SiC nad 1350 stupňů, což způsobuje rozklad SiC. Chlór (Cl2) dokáže SiC zcela rozložit.

III. Opatření:

1. Tyčinky z karbidu křemíku jsou tvrdé a křehké, snadno se zlomí silnými vibracemi a nárazy. Proto je třeba při přepravě a manipulaci dbát zvýšené opatrnosti.

2. Délka topného článku tyče z karbidu křemíku by se měla rovnat šířce komory pece. Pokud topné těleso zasahuje do stěny pece, může snadno spálit stěnu pece.

3. Délka studeného konce tyče z karbidu křemíku by se měla rovnat tloušťce stěny pece plus délka studeného konce vyčnívajícího ze stěny pece. Obecně je délka prodloužení studeného konce 50~150 mm, aby se umožnilo chlazení studeného konce a spojovacích svorek.

4. Vnitřní průměr pece, přes kterou jsou instalovány tyče z karbidu křemíku, by měl být 1,4 až 1,6 násobkem vnějšího průměru studeného konce. Pokud je otvor pece příliš malý nebo je výplňový materiál uvnitř příliš těsný, bude to bránit volné expanzi a kontrakci tyčí z karbidu křemíku při vysokých teplotách, což vede k prasknutí tyče. Během instalace by se tyče z karbidu křemíku měly volně otáčet o 360 stupňů.

5. Vzdálenost mezi tyčemi z karbidu křemíku a ohřívaným předmětem a stěnou pece by měla být větší nebo rovna trojnásobku průměru topného článku. Vzdálenost od středu-do-středu mezi tyčemi z karbidu křemíku by neměla být menší než čtyřnásobek průměru jejich topných prvků.

6. Studený konec tyče z karbidu křemíku je připojen k hlavnímu okruhu pomocí hliníkových opletů nebo hliníkové fólie. Svorky na studeném konci musí být bezpečně upevněny.

7. Nově postavené pece nebo elektrické pece, které nebyly delší dobu používány, je třeba před použitím předehřát pomocí starých tyčí nebo jiných zdrojů tepla.

8. Tyčinky z karbidu křemíku by měly být během skladování chráněny před vlhkostí. Vlhkost může snadno způsobit, že se hliníková vrstva na studeném konci rozloží a odloupne, čímž se zvýší kontaktní odpor mezi studeným koncem a svorkami a tyče z karbidu křemíku budou náchylné k praskání, když jsou pod napětím.

9. Před použitím musí být tyče z karbidu křemíku přizpůsobeny na odolnost. Nejprve spojte tyče z karbidu křemíku se stejnými nebo podobnými hodnotami odporu.

10. Vybavte tyče z karbidu křemíku regulátorem napětí. Zpočátku by napětí mělo být poloviční než normální provozní napětí. Po určité době stabilizace postupně zvyšujte napětí. To zabraňuje zlomení tyčí z karbidu křemíku v důsledku rychlého nárůstu teploty.

11. Tyče z karbidu křemíku mají dlouhou nepřetržitou životnost, ale krátkou přerušovanou životnost.

12. Při použití tyčí z karbidu křemíku zvolte vhodnou hustotu povrchového zatížení a provozní teplotu. Provozní teplota by neměla překročit 1650 stupňů; v prostředí se škodlivými plyny zabraňte tomu, aby tyčinky z karbidu křemíku chemicky reagovaly se škodlivými plyny.

13. Při výměně tyčí z karbidu křemíku vybírejte ty, jejichž odpor se blíží odporu tyčí z karbidu křemíku aktuálně provozovaných v peci. V případě potřeby vyměňte celou pec tyčí z karbidu křemíku. To pomáhá prodloužit životnost tyčí z karbidu křemíku. Tyčinky z karbidu křemíku, které nelze odstranit, pokud mají vhodné hodnoty odporu, lze později během provozu pece vyměnit.

14. Zabraňte rozstřikování roztaveného kovu na tyče z karbidu křemíku, protože to může snadno způsobit jejich prasknutí.

15. Zabraňte korozi tyče z karbidu křemíku alkáliemi, kovy alkalických zemin a alkalickými oxidy.

16. Pravidelně sledujte, zda jsou hodnoty ampérmetru, voltmetru a teploměru normální; zda jsou svorky studeného konce uvolněné, zoxidované a zčernalé nebo jiskří; zda je tyč z karbidu křemíku zlomená; a zda je topný článek tyče z karbidu křemíku rovnoměrně zahříván.