高温炉.doc

高温炉钢铁冶金实验用的高温炉分为电热炉和燃烧炉两大类,前者是以电作为能源,后者是用煤、煤气、或燃料油作为能源。电热炉的特点是:温度易调易控, 操作简便可靠,带来的杂志污染程度低。实验中大多数是用电热炉来获得高温, 在特殊要求下,烧结点火,球团焙烧等用燃烧炉来获得高温。电热炉主要有电阻炉、感应炉、电弧炉、电子轰击炉、等离子体炉等等。实验室中最常用的是电阻炉。 1. 电热元件( 加热元件) 硅碳棒硅碳棒是用高纯度绿色六方碳化硅为主要原料,按一定料比加工制坯,经2200 ℃高温硅化再结晶烧结而制成的棒状、管状非金属高温电热元件。氧化性气氛中正常使用温度可达 1450 ℃,连续使用可达 2000 小时。由于硅碳棒使用温度高,具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、升温快、寿命长、高温变形小、安装维修方便等特点,且有良好的化学稳定性。硅碳棒电热元件化学性质: 硅碳棒有良好的化学稳定性,抗酸能力强。在高温条件下碱性物质对其有侵蚀作用。硅碳棒元件在 1000 ℃以上长期使用能与氧气和水蒸气发生如下作用: 1 SiC +2O 2→ SiO 2 +CO 2② SiC +4H 2O= SiO 2 +4H 2 +CO 2 致使元件中 SiO 2 含量逐渐增多,电阻随之缓慢增加,为之老化。如水蒸气过多,会促进 SiC 氧化,由②式反应产生的 H 2 与空气中的 O 2 结合 H 2O 再反应产生恶性循环。降低元件寿命。1350 ℃以上时,硅碳棒会与氮气反应,生成一系列的氮硅化合物,加快老化速度。表1硅碳棒化学性能温度℃发生的化学反应温度℃发生的化学反应 1000 碱性物质侵蚀硅碳棒 1200 氢氟酸、氟化物破坏 SiC 保护膜 1200 氨气分解为 N2 、 H2 开始与元件反应 1300 硫磺与硫腐蚀硅碳棒 1200 氯气完全分解元件的 SiC 1400 氮气与硅碳棒生成一系列的氮化物注意事项: 1 、硅碳棒质地硬而脆,受到剧烈震动和撞击容易断裂。因此运输时要格外小心,搬运时要轻拿轻放。 2 、硅碳棒发热部的长度应该等于炉膛的宽度。如果发热部伸入炉墙内,容易烧损炉墙。 3 、硅碳棒冷端部的长度应该等于炉墙厚度加上冷端伸出炉墙的长度。一般冷端部伸出长度为 50~ 150mm ,以便冷却冷端部及连接卡具。 4 、穿硅碳棒的炉子的内径应是冷端部外径的 ~ 倍,炉孔过小或孔内填充物塞得过紧,高温时会阻碍硅碳棒自由伸缩而导致断棒。安装时,应该使硅碳棒能够自由转动 360 度。 5 、硅碳棒与被加热物及炉墙的距离应大于或等于发热部直径的 3 倍。硅碳棒与硅碳棒之间的中心距应不小于其发热部直径的 4倍。 6、硅碳棒冷端部与主电路用铝辫或铝箔连接。冷端部的夹具要卡紧。 7 、新建炉或长时间不使用的电炉在使用前要进行烘炉,应采用旧棒或其它热源烘炉。 8 、硅碳棒存放时要防止受潮。因为受潮后容易使冷端部铝层分解、脱落, 导致冷端部与卡具接触电阻增大,而且硅碳棒通电后容易崩裂。 9、硅碳棒在使用前要进行配阻。先阻值相同或接近的硅碳棒连接在一起。 10、为硅碳棒配备调压装置。送电初期电压为其正常工作电压的一半,稳定一段时间以后再逐渐提高电压。这样硅碳棒就不会因为急剧升温而导致断裂。 11、硅碳棒连续使用寿命长;间断使用寿命短。 12、硅碳棒使用时要选择合理的表面负荷密度和使用温度。使用