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如何延长硅碳棒使用寿命成行业关注热点
发布日期：2016-09-01
来源：网络
作者：沈阳昱久
硅碳棒是一种非金属电热元件，由于它使用温度高、易更换、便于控制而被广泛应用于玻璃的供料道、退火炉和马弗炉的加热。调查发现，不同的厂家硅碳棒的使用效果不同，寿命长短也不同。为此，沈阳昱久机电设备有限公司着重从如何延长硅碳棒的使用寿命展开指导，希望对广大用户有所裨益。
硅碳棒在氧化气氛中使用会逐渐氧化生成二氧化硅，随之电阻逐渐增加导致硅碳棒老化，此外也与材料老化性能有关。氧化反应方程式如下：sic 2o2 → sio2 co2。碳化硅在空气中与氧气（o2）反应，随着二氧化硅（sio2）数量的增加，硅碳棒表面逐步氧化，引起阻值加大。当温度达到800℃时出现氧化反应，温度越高反应越快。这种氧化过程在硅碳棒的使用初期硅碳棒表面未能形成致密的氧化膜，氧化反应较快，电阻增加尤为显著，随后反映的进行，当在硅碳棒表面形成致密的氧化膜以后，进入电阻稳定区。之后随着时间的增加，导电层逐渐减少，绝缘层逐渐增加，硅碳棒的内部产生局部过热，电阻快速增加。一般情况下当阻值达到初始阻值的约3倍时，硅碳棒的寿命达到较限（而螺旋棒却不同，要达到其初始阻值的约1.7倍）。这是因为当阻值增加到其3倍时，每根棒发热分布不均匀，从而导致炉内温度分布不均匀。当硅碳棒寿命将尽时，不但阻值会增加而且因气孔率的变化、强度变化等原因发生断棒的事件。
此外，硅碳棒的寿命还因使用温度、表面负荷密度，炉内处理物的气氛及材料、炉子运行方式、接线方法的不同而有所不同，具体说明如下：
1. 使用温度
硅碳棒温度越高寿命越短。特别是在炉膛温度超过1600℃以后，氧化速度加快，硅碳棒的使用寿命变短，所以请尽量不要让硅碳棒表面温度过高，即有必要缩小炉膛温度与硅碳棒温度之差。
2. 表面负荷
表面负荷密度指棒的发热部单位表面积所允许承载的额定功率。
表面负荷密度=额定功率（w）/ 发热部表面积（cm2）
实践证明：负荷密度大则发热体表面温度与炉膛温度之差也大。负荷密度大则棒体表面温度高，电阻增长快，sic棒的寿命短。因此，硅碳棒表面温度负荷密度、炉内气氛、温度与sic棒老化速度成正比，与sic棒的寿命成反比。
3. 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，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公开三角形接线。
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