圖1)。由于金屬加熱絲的負荷密度小,同樣功率所需的加熱器體積大,壽命短,熱效率低,成本高,安裝不方便。硅碳棒作為電加熱元件,在800℃以上區域呈現正阻特性,而在800℃以下呈現負阻特性,隨溫度升高電阻減小(見附圖2)。在800℃以下的負阻區使用時,在恒定的電壓下,功率呈現正反饋,導致溫度自動升高,出現不穩定。而且由于溫度不能穩定,甚至由于功率的急驟增大而使硅碳棒炸裂,所以,現有技術的退火爐、烤花爐以及其它800℃以下的低溫加熱爐均沒有采用硅碳棒作為電加熱元件。國內外對硅碳棒的應用,均用于1000℃以上的正阻特性區的爐溫中。
本實用新型的目的是提供一種溫度控制精度高、負荷密度大、熱效率高、結構簡單、安裝方便、成本低、加熱均勻、壽命長、用硅碳棒作為加熱元件的中低溫電加熱爐。
本實用新型包括控制裝置、電加熱元件、傳動裝置和爐體,其特征在于電加熱元件硅碳棒設置在爐體前端退火區的上部傳動網帶的周圍,控制裝置采用可控硅閉環控制系統,由儀表、熱電偶、可控硅控制裝置及熔斷器和連接線路組成,可控硅與硅碳棒和儀表通過連接線連接,熔斷器連接在可控硅控制裝置與電源之間,熱電偶通過連接線與儀表連接。
中岳硅碳棒質地介紹
硅碳棒硬而脆,耐急冷急熱,高溫下不宜變形,良好的化學穩定性,抗酸能力強。在1300度的爐溫下,硅碳棒的使用負荷密度為14*2/3(W/cm2),算出每一只棒的功率數,再由總功率和每一只棒的分功率算出所需的硅碳棒的支數量。最后根據外接電路和調壓設備確定每一只棒的電阻值。硅碳棒溫度越高壽命越短。
特別是在爐膛溫度超過1600℃以后,氧化速度加快,硅碳棒的使用壽命變短,所以請盡量不要讓硅碳棒表面溫度過高,即有必要縮小爐膛溫度與硅碳棒溫度之差。表面負荷密度指棒的發熱部單位表面積所允許承載的額定功率。表面負荷密度=額定功率(W)/ 發熱部表面積(cm2)。負荷密度大則發熱體表面溫度與爐膛溫度之差也大。負荷密度大則棒體表面溫度高,電阻增長快, SIC棒的壽命短。因此,碳化硅板表面溫度負荷密度、爐內氣氛、溫度與SIC棒老化速度成正比,與SIC棒的壽命成反比。
在燒成中硅碳棒與很多燒成物揮發出來的化學物質之間的會發生反應,如果與水、氫、氮、硫、鹵素等氣體及熔融的鋁、堿、鹽、熔融金屬、金屬氧化物接觸的話,也會發生反應、腐蝕或氧化現象。硅碳棒在連續式窯爐與間歇式窯爐中,前者的壽命較長。硅碳棒在使用中表面氧化生成二氧化硅薄膜,長時間使用使二氧化硅皮膜增加,碳化硅板阻值也隨之增加。二氧化硅薄膜在結晶臨界點(270℃)附近發生異常膨脹、收縮。因在間歇式窯爐中間斷使用總在此溫度上下浮動,所以反復破二氧化硅薄膜,加速氧化。因此停電爐溫降至室溫時經常急劇增加電阻。
如果硅碳棒阻值不同,串聯時電阻高的硅碳棒負荷較集中,易導致某一根硅碳棒的電阻快速增加,壽命變短。硅碳棒一般是串、并聯接線結合使用。建議采用2根串聯為一組后多組并聯。特別當爐內溫度超過1350℃時必須并聯。三相接線時建議使用開放三角形接線。