Силитовые

СИЛИТОВЫЕ

Устройство

Силитовые нагревательные элементы изготовлены на базе силита т.е. смеси карборунда SiK, cвободного кремния и глицерина. Характеризуются сильной устойчивостью при очень высоких температурах работы, а также увеличением сопротивления (падением мощности) вместе с увеличением температуры. При типовом выполнении, силитовые нагреватели производятся в форме стержней с активной зоной расположенной в центральной части и холодными зонами с пониженным сопротивлением по обеим сторонам. Токовым подсоединением являются концы покрытые порошковым алюминием. Доступны нагреватели с активной зоной уменьшенного диаметра по сравнению с зонами холодными, а тaкже выполнение с одинаковым диаметром на протяжении всей длинны.

sylity_zdjecie.jpg


m – длинна мёртвой зоны (часть холодная)
l – длинна активной зоны (часть греющая)
L – полная длинна
n – длинна покрытия порошковым алюминием (часть для подсоединения)
d – диаметр активной зоны
D – диаметр холодной зоны

Типовые размеры силитовых нагревательных элементов
d x D x l x L (m) [mm]
R [Ω]
8 x 14 x 100 x 360 (130)
2,4
8 x 14 x 150 x 450 (150)
3,6
8 x 14 x 180 x 480 (150) 4,4
14 x 22 x 200 x 700 (250) 1,8
14 x 22 x 250 x 750 (250) 2,2
14 x 22 x 400 x 1100 (350) 3,5
18 x 28 x 250 x 950 (350) 1,3
18 x 28 x 300 x 1000 (350) 1,7
18 x 28 x 500 x 1300 (400) 2,7


Свойства:

  • Применение в диапазоне температур от 600°C до 1600°C,
  • Возможна работа как в воздухе, так и в других атмосферах, при чём максимальная температура работы зависит от рода атмосферы в печи,
  • Cтойкость на гораздо большие электрические нагрузки, чем металические элементы, при сохранении значительных достижений, как при постоянных, так и при циклических нагревательных процессах,
  • Возможен монтаж вертикальный и горизонтальный.

Применение:

  • Начиная от не больших лабораторных печей, до большепромышленных нагревательных процессов в широком диапазоне температур,
  • Печи для термической обработки стекла, керамики, металлов и др.
  • На пример печи типа KO-14, KS-400, KS-520, KS-600, KS-800, PSK-1, PSK-7, PSK-31, PSR-O, PSR-1

Монтаж:

Силитовые нагревательные элементы характеризуются малой стойкостью на удары (хрупкие), по этой причине как при транспортировке, так и во время монтажа, необходимо обратить особое внимание на механические повреждения.
Монтажные отверствия должны быть выполнены по оси, для того, чтобы не доходило до поперечных нагрузок, на которые силитовые нагревательные элементы наиболее восприимчевы.
Недопустим такой монтаж, когда активные зоны будут находится в монтажных отверствиях. Кроме того, отверствия в корпусе печи должны иметь соответственно большой диаметр, чтобы не было прикосновения с нагревательными элементами. Нагревательный элемент может прикасаться только с монтажной втулкой из керамических материалов.
В любом случае, токовые выводы должны быть выставлены за пределы воротника втулки, на расстояние покрайней мере равняющегося двойному диаметру нагревательного элемента.

Принцип расположения:

Минимальное расстояние между осями соседствующих нагревательных элементов равняется их двойному диаметру, при чём оптимальное расстояние это 2,5÷3 кратность диаметра.
Остальные принципы размещения нагревательных элементов в печах представлено на рисунке:

sylity_piec.jpg

A = (1.5×D) – минимальное расстояние между осями нагревательных элементов и стенками печи,
B = (2×D) – минимальное расстояние между осями нагревательных элементов,
C = (2×D) – минимальное расстояние между осями нагревательных элементов и предметом топки,
ΦD – диаметр нагревательного элемента.
В некоторых случаях может оказаться необходимым увеличить выше указанные величины.

Электрическая характеристика:

Силитовые нагревательные элементы характеризируются высокой стойкостью и положительным температурным коэффициентом сопротивления. Наиболее высокое сопротивление элементы достигают при низких температурах (температура комнатная), которая уменьшается со взростом температуры, достигая минимум при температуре около 700°C.
Свыше данней температуры сопротивление нагревателя постепенно возрастает. Измерение сопротивления силитового нагревательного элемента выполняется при температуре 1000°C либо высшей.
Зависимость между сопротивлением и температурой представляет диаграмма:

sylity_wykres_ru.JPG

В диапазоне температуру менее около 600°C сопротивление силитовых нагревательных элементов  есть величиной дифференцированной, а её измерение обременено большой ошибкой, отсюда на диаграмме отмечен диапазон величины сопротивления (пространство заштрихованное).

Мощность и поверхостная нагрузка:

Силитовые нагревательные элементы не имеют номинальной мощности. Необходимую мощность определяет функция температуры, атмосферы, в которой будут работать нагреватели а также циклы работы.
Для получения оптимальной „продолжительности жизни” и мощности нагревательных элементов для технологических процессов, необходимо подобрать параметры таким образом, чтобы поверхостная нагрузка для большенства случаев обеспечить в пределах 3÷8 W/cm2. Temperatura нагревательног элемента есть прямо пропорциональна с его поверхостной нагрузкой.

Атмосфера:

Наиболее благоприятной атмосферой для работы силитовых нагревателей есть чистый, сухой воздух. Возможно также применение других атмосфер требуемых в различных технологических процессах.
Силитовые элементы окисляются. Продукт окисления – двуокись кремния, создаёт аморфичный устойчивый охронный слой на нагревательных элементах, что предохраняет их перед дальнейшим окислением. Отсюда, для получения процесса пасивного окисления, в атмосфере печи необходимо наличие свободного кислорода не менее чем 1%.
Очень негативное воздействие на стойкость нагревательных элементов имеет водяной пар, который даже в коротком промежутке времени может привести к неотвратимым повреждениям его поверхности. Перед монтажем нагревателей в печи необходимо предварительно тщательная осушка. В случае, когда необходимо сушение печи при помощи нагревательных элементов, необходимо обесепичть соответствующую вентиляцию печи.
Силитовые нагревательные элементы можно с успехом использовать также в нейтральных атмосферах и  редукционных, при чём необходимо уменьшение температуры работы.
Максимальные температуры работы в выбранных атмосферах представлены в таблице:

Aтмосфера

Max temp.[°C]

Замечания
Чистый, сухой воздух
1625

Чистый кислород

1500
Ускоренное окисление, по сравнению с воздухом
Азот
1350
При темп.>1350°C создаются нитриды кремния
Чистый водород
1200
Окисление во влажной атмосфере
Вакуум
1200
Обычно только короткие периоды пользования

Замечания:

Резкое нагревание вредно для большинства керамических нагревательных элементов. Силитовые нагревательные элементы имеют большую выносливость на термический шок, но всё же нужно быть осторожным при их запуске в низких температурах и снизить подачу напряжения. Тем самим уменьшается скорость их нагревания.
Никогда не нужно превышать испытательное напряжение поданное  производителем (обычно в каталоге или на нагревательном элементе). Полезно ограничение напряжения до минимума рассчитанному на основании мощности и номинального сопротивления по формуле:  , где P – проэктная мощность [W], R – сопротивление номинальное (1000°C) [Ω].