Материалы для нагревателей в печи сопротивления

Элементы нагрева, используемые для работы в печах высокого сопротивления должны безотказно функционировать при экстремальной температурной выработке. Они должны обладать жаростойкостью, кислотоустойчивостью, жаропрочностью и не поддаваться деформации при высоких температурах.


Материалы для нагревателей в печи сопротивления


Конструкция нагревателя должна быть продуманной так, чтобы устройство со временем не удлинялось. Электронагреватели для печи сопротивления обычно используются в виде лент или проволоки различного сечения, которая навивается по спирали и состоит из металлического материала. Металлы для нагревателей должны хорошо поддаваться механическим обработкам и соединению методом сварки.

Электрические свойства материалов также должны соответствовать определенным требованиям: обладать высоким электросопротивлением для обеспечения небольших размеров нагревательного устройства и удобства их размещения в электропечи; низким термическим коэффициентом для увеличения электросопротивления. По этой причине большая часть материалов состоят из сплавов, т. к. их электросопротивление растет с температурой намного меньше, чем показатель сопротивления у чистых металлов.

Металлическое сырье для электронагревателей печей сопротивления

К основным металлическим материалам для нагревателей, которые специально разработаны для электропечей и максимально подходят для всех вышеперечисленных требований относятся хромоникелевые материалы. Их классифицируют как двойные и тройные сплавы нихрома. Двойные сплавы состоят из никеля и хрома, железо в сплав входит, но в нещадно малом количестве до 3%. 


Материалы для нагревателей в печи сопротивления


Примесь железа хоть и в малом количестве необходима, т. к. именно за счет его наличия улучшается обрабатываемость материала и снижается его стоимость. Но, при этом возрастает температурный коэффициент увеличения электросопротивления и снижается жаростойкость. Нагреватели из двойных сплавов способны качественно работать при термической нагрузке до 1200°С, тройные выдерживают температуру до 1000 °С.

Нихрому характерны хорошие механические свойства и хорошая податливость к обработке. Электрические свойства считаются вполне удовлетворительными для решения задач по нагреву печей сопротивления: удельное сопротивление сплава высокое, коэффициент увеличения температуры и электросопротивления небольшой, нихрому не характерно старение и рост. Электросопротивление различных нихромовых сплавов возрастает на 3—10% в процессе нагрева до максимального температурного показателя.

Железохромоалюминиевые сплавы, в состав которых не входит дорогой и дефицитный никель обладают хорошим уровнем жаростойкости. Показатель их удельного сопротивления практически не зависит от термических значений. Сплав маркировкой Х23Ю5 способен максимально выдавать 1200 °С, а сплав маркой Х27Ю5Т — 1300 °С.

Но, следует понимать, что материалы, в состав которых входит только хромель, алюмель и железо не выделяются особой прочностью. Они хрупкие и после нескольких нагреваний удлиняются, что провоцирует их дальнейшее деформирование. Температурная нагрузка свыше 1100 градусов повышает чувствительность сплава к окислительным процессам и кремнезему, который в дальнейшем быстро разрушает защитную пленку из окиси алюминия и хрома. По этой причине футеровка электропечи в участках контакта с нагревательными элементами железохромоалюминиевого состава должна состоять из чистого высокоглиноземистого материала.

Хромоникель и железохромоалюминий сплавы для производства электронагревателей выполняют в виде холоднотянутой и горячекатаной проволоки, диаметр которой может составлять 0,5—14 мм. Возможно также изготовление указанных сплавов и в виде ленты с поперечным сечением от 1´10 до 4´40 мм.

Металлические электронагреватели для печи сопротивления изготавливают из чистого молибдена, который способен выдерживать температуры до 1700°С, или из вольфрама легко переносящего температурный накал до 2500°С. Указанные материалы можно использовать лишь в вакуумной, в аргоновой или в водородной среде. При использовании нагревателей из молибдена их контакт допустим только с чистыми высокоглиноземистыми огнеупорами, а вольфрамовые нагреватели можно эксплуатировать только в вакуумной печи с термоизоляцией экранного типа.

Электронагреватели из молибдена и вольфрама изготавливают только в виде листов, сетки или проволоки. Электросопротивление вольфрама и молибдена увеличивается до 10 раз при нагревании до максимальных термических показателей. Основными трудностями, которые связывают с использованием данных материалов, является их плохая податливость к обработке и свариванию.

Сплавы неметаллического происхождения

К нагревательным элементам неметаллического состава относятся карбидокремниевые стержни, силитовые и глобаровые трубки диаметром от 6 до 30 мм. Отличием указанных материалов является разность конструктивного исполнения и технология производства. Карбидокремниевые нагреватели способны выдерживать температуры до 1500 °С и не изменяют своих характеристик в окислительной среде.


Материалы для нагревателей в печи сопротивления


Стержни из силита и глобара при нагревании становятся хрупкими и утрачивают прочность. Материалы характеризуются высокой чувствительностью к быстрому нагреванию. В процессе возрастания температуры они утрачивают удельное сопротивление. В процессе эксплуатации силит и глобар быстро стареют. Сопротивление их при этом увеличивается до 25%. Электропечи, комплектованные карборундовыми устройствами нагрева в обязательном порядке должны дополняться ступенчатыми трансформаторами, которые при эксплуатации будут регулировать подводимое напряжение. Длительность работы карборундового нагревателя в среднем составляет 1100 часов при постоянной температурной нагрузке 1400 градусов. Если температуру снизить до 1300 градусов, можно продлить срок службы нагревателя в 2 — 3 раза.

К неметаллическим элементам, входящим в конструкцию нагревателя для печи сопротивления также относят ди-силицид молибдена, который способен работать при 1680 градусах. Использовать такой нагреватель можно как в окислительной среде. Так и в условиях углекислого газа. А вот использовать ди-силицид молибдена в вакуумной или водородной атмосфере не рекомендовано. Выпускают данный тип нагревателя в виде стержня с U-образной формой. Диаметр рабочей зоны достигает 6 мм. Удельное электросопротивление зависит от производимой температуры и увеличивается до 12 раз при наборе температуры до 1600 градусов. Питание печи должно проводиться только за счет ступенчатых трансформаторов, которые имеют допуск регулировки вторичного напряжения в широком пределе.

Графит также часто используют для производства нагревателей. Он отлично подходит для работы в вакуумной или аргоновой среде. На основе графита изготавливают пластинчатые или трубчатые элементы нагрева. Стержневые нагреватели выполняют с поперечным сечением 5, 20. 40 мм. по сравнению с перечисленными данный тип материала значительно дешевле, хорошо поддается обработке и качественно работает при температурах вплоть до 2100 градусов в вакуумной среде. Удельное сопротивление практически не зависит от температуры, при нагревании до максимальных значений возрастает до 12%.

Заказать электронагреватели для муфельных печей сопротивления вы можете в любое время на сайте «ТЭН24». Оставляйте заявку, и наш менеджер свяжется с вами в кротчайшие сроки. Изготовление заказа занимает от 3 к.д. Доставка осуществляется по всей Украине.





Возврат к списку


.