고온 용광로는 전기를 열로 변환하는 데 중요한 역할을 하는 발열체에 다양한 재료를 사용합니다. 재료의 선택은 온도 범위와 퍼니스가 작동하는 환경 등 퍼니스의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 일반적으로 사용되는 재료로는 철-크롬 알루미늄 및 니켈-크롬 합금이 있으며, 일반적으로 원통형, 반원형 또는 평면 패널 형태로 제작됩니다.
1400°C~1800°C에 이르는 고온 애플리케이션의 경우 보다 특수한 소재가 사용됩니다. 여기에는 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨과 같은 귀금속이 포함되며, 고온 진공로 또는 차폐 가스 아래에서 작동하는 용광로에서 사용하기에 적합합니다. 몰리브덴은 녹는점과 취성이 높은 것으로 알려져 있으며 텅스텐은 경도가 높고 열에 강한 것이 특징이지만 가공이 어렵고 가격이 비쌉니다. 탄탈륨도 고온에 강하지만 비용과 가공 측면에서 비슷한 문제를 안고 있습니다.
흑연, 탄화규소, 이규화몰리브덴과 같은 비금속 재료도 고온 용광로에 사용됩니다. 특히 흑연은 고유한 특성으로 인해 가치를 인정받아 거의 모든 유형의 진공 열처리 용광로에 사용됩니다. 탄화규소와 이규화몰리브덴은 각각 최대 1700°C와 1800°C의 온도를 견딜 수 있으며, 대기 환경에서 사용됩니다.
최대 3000°C의 온도가 필요한 고온 애플리케이션의 경우 텅스텐과 같은 소재가 필수적입니다. 텅스텐은 최대 2800°C(5075°F)의 온도에서 작동할 수 있지만, 실제로는 실용적인 고려 사항과 산소 및 수증기와 같은 환경 조건에 대한 소재의 민감성 때문에 이 온도를 낮추는 경우가 많습니다. 텅스텐의 부식에 대한 내성도 특히 상대 습도가 낮은 환경에서 텅스텐을 선택하는 데 중요한 요소입니다.
요약하면, 고온 용광로용 발열체 재료의 선택은 용광로의 성능과 지원되는 공정의 품질에 영향을 미치는 중요한 결정입니다. 철-크롬 알루미늄 및 니켈 크롬과 같은 일반적인 합금부터 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨과 같은 특수 소재, 흑연 및 실리콘 카바이드와 같은 비금속 옵션까지 다양한 선택이 가능하며, 각 소재는 특정 온도 범위와 운영 환경에 맞게 맞춤화되어 있습니다.
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