高溫爐作為實(shí)驗(yàn)室一種常用的加熱設(shè)備,廣泛應(yīng)用于燒結(jié)、熔化、加熱、熱處理等方面,對(duì)高溫爐的各個(gè)主要部分如保溫材料、加熱元件、熱電偶、多段溫控程序,和控制方法的了解和掌握,有助于我們合理選擇,制造和使用節(jié)能、智能、安全的高溫爐,更好的利用高溫爐,提高加熱產(chǎn)品的質(zhì)量。下面從具體的介紹下多個(gè)方面說明高溫爐在制造與使用上分別有哪些特性:
一、的耐火材料
常用耐火保溫材料性能的不斷提高,和新型保溫保溫材料如碳纖維,氧化鋁纖維等高校輕質(zhì)高溫耐火材料的使用,高溫爐的重量大幅度減輕,減少原來重量的1/5-1/3.高溫爐常用耐火保溫材料一般有:氧化鋯磚、氧化鋁磚、剛玉磚、剛玉-莫來石磚等,隨著主要耐火質(zhì)含量的提高,體積密度逐漸增大,使用溫度也逐漸升高,保溫效果越好。
高溫爐上的碳纖維氈,是由碳纖維針刺成氈、經(jīng)預(yù)氧化、炭化、石墨化等生產(chǎn)過程制成的性能的高溫隔熱材料,在真空和惰性氣氛下,碳?xì)謟ui小操作溫度可達(dá)2500℃甚至可耐3000℃高溫。碳纖維制成的碳纖維氈、毯和板,具有耐熱溫度高、隔熱性好、重量輕、質(zhì)地柔軟、耐腐蝕等特點(diǎn)是高溫爐理想的保溫隔熱材料
氧化鋁纖維是一種AL2O3含量高達(dá)95%-97%的無機(jī)材料,zui高溫度達(dá)到1800℃,具有優(yōu)良高溫力學(xué)性能和抗化學(xué)侵蝕能力,無特殊氣氛條件下,硅酸鋁纖維一般使用為1200℃,有效使用壽命為4-5年,多晶氧化鋁纖維可用于1200-1700℃,制成具有優(yōu)良的耐熱性和高強(qiáng)性,耐腐蝕的輕質(zhì)絕熱的氧化鋁纖維布、氈、板凳耐火纖維,滿足實(shí)驗(yàn)室對(duì)高溫爐各種溫度要求
保溫材料對(duì)爐溫上升和保持有著非常重要的影響,決定高溫爐熱能的利用效率和爐子各部位的溫差,決定高溫爐加熱時(shí)的能耗,關(guān)系耐火材料砌體和爐體建筑結(jié)構(gòu)的安全性和使用性能。因此要求保溫材料熱導(dǎo)率低,保溫性能好,電阻率大,電絕緣性能耗,不妨礙爐體氣體的排出,在高溫下不與爐內(nèi)制品發(fā)生反應(yīng),價(jià)格便宜并易于采購(gòu)
二、的加熱元件
高溫爐的加熱元件有:電阻絲、硅碳棒、硅鉬棒;他們熱效率高,抗腐蝕性強(qiáng),壽命長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)室高溫一般使用的電阻絲為鐵鉻鋁、鎳鉻、鎳鉻鐵等高電阻合金絲,一般zui高使用溫度不超過1300攝氏度,他們具有高電阻率,電阻溫度系數(shù)小,抗氧化良好的機(jī)械加工和焊接性能,在高溫下有較高強(qiáng)度,可以加工成各種尺寸形狀,在高溫下耐腐蝕性好,尤其適合在含有硫和硫化物氣氛中使用,且價(jià)格低廉,適用于電爐,實(shí)驗(yàn)室電爐和各種箱式高溫爐等。
硅碳棒是以碳化硅為主要原料,經(jīng)加工制坯、高溫硅化、再結(jié)晶而成的棒狀非金屬高溫電熱元件,與金屬電阻絲相比,具有使用溫度高、抗氧化、耐腐蝕、壽命長(zhǎng) 、變形微、安裝維修方便等特點(diǎn),硅碳棒在空氣開放條件下,可在1000-1500℃溫區(qū)使用
高溫爐內(nèi)氣氛對(duì)硅碳棒的使用壽命有重要影響,在使用中逐步氧化產(chǎn)生SiO2,分割SiC結(jié)晶高溫爐大體上由爐體、電源系統(tǒng)、測(cè)溫控溫系統(tǒng)及相應(yīng)的附屬設(shè)備或裝置等幾部分構(gòu)成顆粒,局部電阻增大,體積膨脹,致使zui后斷裂。硅碳棒在干燥潔凈空氣中連續(xù)使用壽命可達(dá)7000h,硅碳棒具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,酸對(duì)其無作用,但堿和堿土金屬氧化物在一定溫度條件下對(duì)其有侵蝕作用,高溫下,水蒸氣,氫氣,鹵素,硫等對(duì)其也有氧化和侵蝕作用。
三、精度高,動(dòng)態(tài)性好的各種控制方法
高溫爐溫度控制屬于大慣性、大滯后系統(tǒng),加熱元件的功率改變遠(yuǎn)落后于熱電偶測(cè)溫,導(dǎo)致高溫爐的實(shí)際溫度偏離設(shè)定溫度,溫差從幾度到幾十度,嚴(yán)重影響試驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,因此各種控制溫度的方法逐步使用,使溫度控制的精度更進(jìn)一步。
高溫爐一般使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng),設(shè)定溫度與熱電偶所測(cè)溫度比較,控制器對(duì)比較的結(jié)果進(jìn)行處理,并控制加熱棒的加熱功率,今而調(diào)節(jié)高溫爐的溫度,并送數(shù)顯儀表,同時(shí)熱電偶測(cè)量改變后的溫度,又與設(shè)定溫度比較,形成閉環(huán)反饋系統(tǒng)。