Высокотемпературные электронагревательные элементы из тугоплавкого электропроводного оксидного соединения – хромита лантана LaCrO3 позволяют осуществлять резистивный нагрев непосредственно от комнатной температуры. Хромитлантановые нагреватели используются в электрических печах сопротивления с воздушной средой и обеспечивают проведение термических процессов при температурах до 1700°С, а в крайних до 1800°С. Из других сред наименее агрессивными по отношению к хромиту лантана являются инертные газы (аргон, гелий), азот, углекислый газ, в атмосфере которых нагреватели сохраняют работоспособность вплоть до 1200°С. При остаточном парциальном давлении кислорода не менее 100 Па в этих газовых средах возможна эксплуатация при температурах до 1400°С.
Хромитлантановые нагреватели могут использоваться как в непрерывном, так и в периодическом режиме эксплуатации с полным охлаждением в межцикловый период. Единственным ограничением при этом являются скорости нагрева и охлаждения печи. Нагреватели можно легко заменять, что сводит к минимуму производственные потери.
Хромитлантановые нагреватели обладают следующими достоинствами:
- обеспечивают возможность работы, как в непрерывном, так и в циклическом режиме;
- обеспечивают нагрев в окислительной атмосфере до 1800°С;
- обеспечивают возможность работы от сети с использованием традиционных тиристорных систем управления без применения силовых понижающих трансформаторов;
- демонстрируют стабильность электрических свойств в процессе службы (отсутствие старения) – старые и новые нагреватели могут использоваться совместно;
- обеспечивают работоспособность во всем диапазоне температур (от комнатной до максимальной);
- обладают практически полной утилизацией (лом вышедших из строя нагревателей принимается производителем на переработку);
- в процессе эксплуатации хромитлантановых нагревателей их сопротивление практически не изменяется во времени, благодаря чему поддерживается равномерное тепловыделение и хорошая изотермичность рабочего пространства печей.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
Керамические материалы на основе хромита лантана обладают электронным типом проводимости и проявляют типичные для полупроводников свойства. Особенностью всех материалов является значительное снижение электрического сопротивления с температурой. Наиболее существенное падение сопротивления, более чем на один десятичный порядок, наблюдается в интервале температур от комнатной до 1000°С и с дальнейшим нагревом, вплоть до 1700°С, изменяется незначительно (в 2 – 2.5 раза).
- Нагреватели должны быть подключены по схеме соединения «звезда».
- Нагреватели, подключаемые к одной фазе, следует подбирать так, чтобы их электрическое сопротивление находилось в пределах ± 10 %.
- Количество нагревателей, подключаемых к различным фазам, должно быть одинаковым. Если количество нагревателей на фазах не одинаково, эксплуатация оборудования в этом случае не рекомендуется.
- Количество нагревателей, подключаемых к одной фазе, следует подбирать так, чтобы сила тока, проходящего через один нагреватель, не превышала 8 А.
- Режим управления нагревом должен обеспечивать фазовую импульсную модуляцию (ФИМ) электрического напряжения и не превышать его значения 190 В.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХРОМИТА ЛАНТАНА
Плотность (кажущаяся), г/см² 5.6
Температура плавления, °С 2450
Коэффициент температурного расширения, К-19.6•10-6
Теплопроводность, Вт/м•К 2.4
Теплоемкость, кДж/кг•К 0.75
Прочность при сжатии, Мпа 120
Прочность при изгибе, Мпа 30
Микротвердость, Гпа 8.0
Модуль упругости, Гпа 60
Степень черноты 0.95
Электропроводность, См/м
при Т=25°С 15…50
при Т=1700°С 400…1500Недостатками хромитлантановых нагревателей является пыление мелких частиц хрома при работе, что не позволяет использовать хромитлантановые нагреватели для особо чистых термических процессов, либо требует установки в электропечь дополнительного муфеля.
Для особо чистых процессов мы рекомендуем использовать нагревательные элементы из дисилицида молибдена, с которыми вы можете ознакомиться в разделе:
Дисилицид молибденовые нагреватели до 1900С - thermocomponents.ru