高温耐火物用炭化ケイ素ロッド-

I. 定義:

炭化ケイ素 (SiC) ロッドは、棒-形または管状の非金属製高温電気発熱体です。-主に高純度の緑色六方晶系炭化ケイ素から作られ、特定の材料比率に従ってブランクに加工され、その後、ケイ化と再結晶を通じて 2200 度で焼結されます。酸化雰囲気での通常の動作温度は 1450 度に達し、連続使用は最大 2000 時間になります。これはロッド-形の非金属-高温-電気発熱体です。国内の SiC ロッド メーカーはほぼ同様のプロセスと製造技術を使用しており、動作温度は一貫して 1520 度未満に保たれています。

II.化学的特性:

炭化ケイ素ロッドは、優れた化学的安定性と強い耐酸性を備えています。高温条件下では、アルカリ性物質が腐食作用を及ぼします。-

炭化ケイ素ロッド要素を 1000 度を超えて長期間使用すると、酸素および水蒸気と次の反応が起こる可能性があります: ①SiC + 2O2 → SiO2 + CO2 ②SiC + 4H2O=SiO2 + 4H2 + CO2。これにより、素子内の SiO2 含有量が徐々に増加し、その結果、抵抗が徐々に増加し、経年変化を示します。過剰な水蒸気は SiC の酸化を促進します。 ②の反応で生成したH2は空気中のO2と結合してH2Oとなり、悪循環となり部品の寿命を縮めます。水素 (H2) は、コンポーネントの機械的強度を低下させる可能性があります。窒素（N2）は、1200 度以下では SiC の酸化を防ぐことができますが、1350 度以上では SiC と反応し、SiC の分解を引き起こします。塩素 (Cl2) は SiC を完全に分解します。

Ⅲ．予防：

1. 炭化ケイ素ロッドは硬くて脆く、激しい振動や衝撃によって簡単に破損します。したがって、輸送および取り扱いには細心の注意を払う必要があります。

2. 炭化ケイ素ロッドの加熱要素の長さは、炉室の幅と等しくなければなりません。発熱体が炉壁まで伸びていると、炉壁が燃えやすくなります。

3. 炭化ケイ素ロッドのコールドエンドの長さは、炉の壁の厚さに炉壁から伸びるコールドエンドの長さを加えたものに等しくなければなりません。一般に、コールドエンドと接続クランプの冷却を考慮して、コールドエンド延長長は 50 ～ 150 mm です。

4. 炭化ケイ素ロッドが取り付けられる炉の内径は、コールドエンドの外径の 1.4 ～ 1.6 倍である必要があります。炉の開口部が小さすぎる場合、または内部の充填材がきつすぎる場合、高温での炭化ケイ素ロッドの自由な膨張と収縮が妨げられ、ロッドの破損につながります。取り付け中、炭化ケイ素ロッドは 360 度自由に回転できる必要があります。

5. 炭化ケイ素ロッドと被加熱物および炉壁の間の距離は、発熱体の直径の 3 倍以上である必要があります。炭化ケイ素ロッド間の中心間距離は、発熱体の直径の 4 倍以上である必要があります。-

6. 炭化ケイ素ロッドの低温端は、アルミニウム編組またはアルミニウム箔を使用して主回路に接続されます。コールドエンドのクランプはしっかりと締め付ける必要があります。

7. 新設炉や長期間使用しなかった電気炉は、使用前に古い棒やその他の熱源を使用して予熱してください。

8. 炭化ケイ素ロッドは保管中に湿気から保護する必要があります。湿気によりコールドエンドのアルミニウム層が分解して剥がれやすくなり、コールドエンドとクランプの間の接触抵抗が増加し、通電時に炭化ケイ素ロッドに亀裂が入りやすくなります。

9. 使用前に、炭化ケイ素ロッドの抵抗を調整する必要があります。最初に、同じまたは類似の抵抗値を持つ炭化ケイ素ロッドを一緒に接続します。

10. 炭化ケイ素ロッドに電圧調整器を装備します。最初は、電圧は通常の動作電圧の半分である必要があります。一定期間安定した後、徐々に電圧を上げていきます。これにより、急激な温度上昇による炭化ケイ素ロッドの破損が防止されます。

11. 炭化ケイ素ロッドは連続耐用年数が長いですが、断続的耐用年数は短いです。

12. 炭化ケイ素ロッドを使用する場合は、適切な表面荷重密度と動作温度を選択してください。動作温度は 1650 度を超えてはなりません。有害なガスが存在する環境では、炭化ケイ素ロッドが有害なガスと化学反応するのを防ぎます。

13. 炭化珪素棒を交換する場合は、現在炉内で稼働している炭化珪素棒の抵抗値に近い抵抗値のものを選定してください。必要に応じて、炭化ケイ素ロッドの炉全体を交換します。これは炭化ケイ素ロッドの耐用年数を延ばすのに役立ちます。取り外せない炭化ケイ素ロッドは、抵抗値が適切であれば、炉の運転中に後で交換できます。

14. 破損しやすくなる可能性があるため、溶融金属が炭化ケイ素ロッドに飛散しないようにしてください。

15. アルカリ、アルカリ土類金属、アルカリ酸化物による炭化ケイ素ロッドの腐食を防止してください。

16. 電流計、電圧計、温度計の測定値が正常かどうかを定期的に観察します。コールドエンドクランプが緩んでいるか、酸化して黒くなっているか、または火花が出ていないか。炭化ケイ素ロッドが破損しているかどうか。炭化ケイ素ロッドの発熱体が均一に加熱されているかどうか。