碳硅棒電阻加熱爐

化學(xué)式SiC。為無(wú)色立方或六方晶體，表面氧化或含雜質(zhì)時(shí)呈藍(lán)黑色。碳硅棒具有由硅原子和碳原子構(gòu)成的三維空間結(jié)構(gòu)，每一個(gè)原子被其他四個(gè)原子包圍。SiC有多種變體，結(jié)構(gòu)大多是金剛石、閃鋅礦和纖維礦晶格。具有金剛石結(jié)構(gòu)的SiC變體，俗稱金剛砂，其密度為3.217克/厘米3，硬度接近金剛石;具有高熱穩(wěn)定性，隔絕空氣加熱到2700℃才升華分解;在空氣或水蒸氣中加熱到1000℃開(kāi)始氧化，表面形成二氧化硅保護(hù)層。 碳硅棒在高溫下能被氯氣和鉻酸鹽等氧化劑強(qiáng)烈氧化，它對(duì)氫氟酸水溶液和濃硫酸穩(wěn)定，對(duì)濃氫氟酸與硝酸的混合酸或磷酸不穩(wěn)定。在空氣存在下，碳化硅能被溶融的堿分解:

SiC+2NaOH+2O2─→Na2SiO3+CO2+H2O

SiC+Na2CO3+O2─→Na2SiO3+2CO2

在高溫下，碳硅棒具有還原性，能使一些金屬氧化物或硅酸鹽還原成金屬，甚至形成硅和金屬的化合物或合金。例如，1600℃時(shí)，碳硅棒與氧化鋁反應(yīng)，生成鋁硅合金:

Al2O3+3SiC─→2Al+3Si+3CO

碳硅棒在1500℃時(shí)與三氧化二鐵反應(yīng)生成硅化鐵，在1400℃與二氧化錫反應(yīng)生成金屬錫。此外，碳硅棒還會(huì)被熔融的冰晶石分解。

在1400~1800℃高溫下，將純硅和碳直接化合，或?qū)H3SiCl3在氫氣中熱分解，均可制得較純的碳化硅。工業(yè)上采用二氧化硅與碳在2000℃高溫下反應(yīng)來(lái)制取金剛砂:

SiO2+3C─→SiC+2CO

金剛砂主要用作磨蝕劑，用于砂輪;也可用作高溫電爐中的電熱棒(碳硅棒)和耐火材料。

硅碳棒使用時(shí)， 每組棒應(yīng)進(jìn)行電阻配阻， 配阻的電阻允差為:

≥￠ 12mm 棒配阻， 電阻值允差≤ 0.2 Ω

≤￠ 8mm 棒配阻， 電阻值允差≤ 0.5 Ω

硅碳棒在使用過(guò)程中， 隨使用時(shí)間增加電阻值增加這種現(xiàn)象叫老化現(xiàn)象。 棒老化后會(huì)造成爐溫降低。 為了正常使用， 可適當(dāng)提高電壓或改變接線方式， 使?fàn)t溫得到補(bǔ)償。

送電時(shí)，電壓應(yīng)逐步增加。一般開(kāi)始時(shí)電壓為額定電壓的一半為宜， 防止升溫過(guò)快。 送電時(shí)切忌超負(fù)荷運(yùn)行。硅碳棒最好連續(xù)使用， 連續(xù)使用可以提高棒的壽命。

硅碳棒硬而脆， 故在裝卸、 運(yùn)輸時(shí)應(yīng)特別小心。 硅碳棒應(yīng)放在干燥地方， 以防鋁頭受潮變質(zhì)。被加熱工件不能含有過(guò)高水分， 應(yīng)預(yù)先干燥， 以免影響棒的壽命。 如果是新窯或長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有使用的窯爐必須用舊棒進(jìn)行烘窯， 切忌用新棒烘窯。

硅碳棒在氫氣中使用， 棒體會(huì)變脆縮短壽命。硅碳棒與堿金屬、 堿、 硅酸鹽、 硼化物等接觸會(huì)產(chǎn)生腐蝕， 所以要避免它們與棒體接觸。硅碳棒接線夾應(yīng)與棒體冷端的鋁頭緊密接觸。硅碳棒在使用過(guò)程中， 如發(fā)現(xiàn)斷裂、 或白炙現(xiàn)象， 應(yīng)急時(shí)更換新棒。 以免影響其它棒的使用壽命。第一次使用硅碳棒的電爐，一段時(shí)間后如產(chǎn)生斷棒， 應(yīng)進(jìn)行整體更換。 更換下來(lái)的舊棒， 用來(lái)替換在以后使用時(shí)產(chǎn)生的斷棒。 在替換時(shí)， 應(yīng)選擇與斷棒電阻相近的棒進(jìn)行替換。

硅碳棒在安裝時(shí)， 不能與保溫材料接觸， 要用元件好的瓷管隔開(kāi)。 以免因?yàn)槁╇姶蚧穑?造成墻體燒熔。