기술팀 · Kintek Solution

고온 용광로의 발열체는 극한의 온도를 견디면서 효율성과 내구성을 유지하도록 설계된 중요한 구성 요소입니다.이러한 요소는 일반적으로 백금, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈륨과 같은 금속과 실리콘 카바이드 및 흑연과 같은 비금속 재료를 포함한 다양한 이색 재료로 만들어집니다.재료의 선택은 용광로의 특정 온도 요구 사항에 따라 달라지며, 온도 범위에 따라 적합한 재료가 다릅니다.예를 들어 1200°C 이하의 온도에는 저항선이, 1300°C~1400°C에는 실리콘 카본 막대가, 1400°C~1700°C에는 실리콘 몰리브덴 막대가 사용됩니다.또한 산업용 용광로는 종종 철-크롬 알루미늄 또는 니켈-크롬 합금을 사용하며, 원통형, 반원형 또는 평면 패널과 같은 다양한 형태로 만들어집니다.

핵심 포인트 설명:

1. 발열체에 사용되는 재료:

   • 금속 합금:
     • 니켈-크롬 합금:내산화성이 우수하고 전기 저항성이 높아 1200°C 이하의 온도에서 일반적으로 사용됩니다.
     • 철-크롬 알루미늄 합금:낮은 온도 범위에서도 사용되며 내구성과 산화에 대한 내성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.
     • 몰리브덴과 텅스텐:이 금속은 녹는점이 높고 열전도율이 뛰어나 일반적으로 1200°C 이상의 고온 애플리케이션에 사용됩니다.
     • 탄탈륨 및 백금:극한의 온도와 내식성이 요구되는 특수 용도에 사용됩니다.
   • 비금속 재료:
     • 탄화규소(SiC):최대 1400°C의 온도에 사용되는 탄화규소는 열충격 저항성과 높은 열전도율을 제공합니다.
     • 흑연:흑연은 매우 높은 온도, 특히 진공로에서 사용하기에 적합하며 가볍고 열적 특성이 뛰어납니다.
     • 몰리브덴 디실리사이드(MoSi2):이 소재는 최대 1700°C의 온도에 사용되며 고온에서 산화 저항성이 높은 것으로 알려져 있습니다.

2. 온도 범위 및 소재 적합성:

   • 1200°C 이하:일반적으로 니켈-크롬 또는 철-크롬 알루미늄 합금으로 만든 저항 와이어가 사용됩니다.이러한 소재는 비용 효율적이며 저온 애플리케이션에 충분한 성능을 제공합니다.
   • 1300°C ~ 1400°C:실리콘 카본 막대가 일반적으로 사용됩니다.이 막대는 탄화규소로 만들어지며 열 안정성과 열 충격에 대한 내성이 있어 이 온도 범위에 이상적입니다.
   • 1400°C ~ 1700°C:실리콘 몰리브덴 막대가 사용됩니다.이 막대는 몰리브덴 디실리사이드로 만들어지며 구조적 무결성을 유지하면서 매우 높은 온도를 견딜 수 있습니다.

3. 발열체의 형태와 모양:

   • 원통형, 반원형 또는 평면 패널:산업용 용광로는 열을 고르게 분배하고 에너지를 효율적으로 사용하기 위해 이러한 형태의 발열체를 사용하는 경우가 많습니다.모양은 발열체의 수명과 성능에도 영향을 미칠 수 있습니다.
   • 경량 곡선형 흑연 또는 몰리브덴 스트립:이러한 형태는 무게와 열 효율이 중요한 고려 사항인 진공 용광로에서 특히 유용합니다.

4. 진공로에 대한 특별 고려 사항:

   • 순수 금속:고온 진공로, 특히 1200°C 이상에서 작동하는 진공로에서 발열체는 텅스텐, 탄탈륨, 몰리브덴과 같은 순수 금속으로 만들어지는 경우가 많습니다.이러한 재료는 녹는점이 높고 진공 환경에서 성능을 유지할 수 있기 때문에 선택됩니다.
   • 흑연:흑연은 우수한 열 특성과 가벼운 특성으로 인해 진공로용으로도 많이 사용됩니다.

5. 산화 및 부식 저항성:

   • 산화 저항:몰리브덴 디실리사이드 및 탄화규소와 같은 소재는 고온에서 산화에 저항하는 능력 때문에 선택되며, 이는 발열체의 수명과 효율성을 유지하는 데 매우 중요합니다.
   • 부식 저항:부식성 가스나 화학 물질이 존재하는 환경에서는 내식성이 뛰어난 백금과 탄탈륨과 같은 소재가 선호됩니다.

6. 열 전도성 및 충격 저항:

   • 열 전도성:효율적인 열 전달을 위해서는 높은 열전도율이 필수적입니다.흑연과 탄화규소 같은 소재는 이 점에서 탁월합니다.
   • 열 충격 저항:균열이나 성능 저하 없이 급격한 온도 변화를 견딜 수 있는 능력이 중요합니다.탄화규소와 이규화몰리브덴은 열충격 저항성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.

요약하면, 고온 용광로용 발열체를 선택할 때는 작동 온도, 재료 특성 및 용도의 특정 요구 사항을 신중하게 고려해야 합니다.재료와 형태의 선택은 퍼니스의 성능, 효율성 및 수명에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

요약 표:

재료 유형	공통 재료	온도 범위	주요 속성
금속 합금	니켈-크롬, 철-크롬 알루미늄	1200°C 이하	내산화성, 높은 전기 저항성, 내구성
금속 합금	몰리브덴, 텅스텐	1200°C 이상	높은 융점, 뛰어난 열 전도성
특수 금속	탄탈륨, 플래티넘	극한의 온도	내식성, 고온 성능
비금속	실리콘 카바이드(SiC)	최대 1400°C	열 충격 저항, 높은 열 전도성
비금속	흑연	매우 높은 온도	가볍고 우수한 열적 특성
비금속	몰리브덴 디실리사이드(MoSi2)	최대 1700°C	높은 내산화성, 열 안정성

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