Использование керамики при изготовлении нагревательных элементов

Множество нагревательных элементов производятся из керамики. Электротехническая керамика — это теплоизолирующий материал, преимущество которого заключается в том, что его свойства не меняются под воздействием высоких температур. Изделия из керамики не теряют форму даже после многих циклов нагрева-охлаждения, и потому электронагреватели из керамики используются во многих промышленных сферах.

Какие керамические сплавы мы используем?

Электротехническая керамика — это общее названия группы материалов, включающей в себя стеатитовые, корундовые и кордиеритовые керамические сплавы.

• Стеатит — искусственный минерал на основе талька с мелкокристаллической структурой. Его основная кристаллическая фаза — метасиликат магния (MgO•SiO2), и, для придания минералу пластичности, достаточной для производства элементов керамических нагревателей, к нему добавляют глину и бетонит. Изделия из стеатита обладают высокой прочностью на сжатие и отлично противостоят высоким температурам.
  Отсутствие открытой пористости у стеатитовых изделий, изготовленных методом прессования, позволяют использовать их в устройствах, работающих в условиях высокой влажности. Изделия из стеатита можно получить как полусухим прессованием или горячим литьем под давлением, так и формованием.


• Корундовая керамика — материалы на основе окиси алюминия (А12О3). Это семейство материалов, которые характеризуются высокой прочностью, термической и химической стойкостью, и поэтому широко используются в электроизоляции.
  Основное преимущество этого материала — повышенная стойкость к высоким температурам. За счет того, что температура плавления такой керамики достигает 2050 °C, из корундовой керамики производят изоляторы, работающие при экстремально высоких температурах.


• Кордиерит — алюмосиликат магния и алюминия (2MgO•2Al2O3•5SiO2), отличительная особенность которого — малый коэффициент термического расширения кристаллов. Кордиеритовая электрокерамика так же содержит корунд и муллит, тальк, пластичные глины. За счет малого коэффициента линейного расширения и устойчивости к перепадам температуры техническая керамика из кордиерита широко применяется в изготовлении изоляции для промышленных электронагревателей.

Виды электронагревателей из керамики

Все керамические сплавы, используемые для создания нагревателей, отличаются прочностью, износостойкостью и пониженной взрывоопасностью. Их отличные характеристики позволяют делать из них широкий спектр нагревательных элементов.

Наша компания изготавливает все основные типы керамических нагревателей:

• Хомутовые
• Гибкие керамические
• Секционные
• Плоские
• Патронные
• Нагреватели для термофенов

Хомутовые нагреватели представляют собой резистивный спиральный нагревательный элемент с изоляцией из керамических блоков, чаще всего оснащаются кожухом из нержавеющей стали. Стеатитовые или кордиеритовые блоки нагреваются как за счет излучения, так и за счет собственной теплопроводимости. Сами электронагреватели имеют гибкую конструкцию и могут состоять как из одного, так и из нескольких скрепленных между собой элементов.

Такие нагреватели используются для нагрева любых элементов цилиндрической формы, чаще всего применяются в термопластавтоматах и экструдерах.

Гибкие керамические нагреватели производятся по тому же принципу, что и хомутовые, но предназначены для нагрева поверхностей сложной формы. За счет особенностей конструкции наборной нагревательной ленте можно придать любую форму, но в нагревателе такого типа невозможно проделать дополнительные отверстия или подключить термопару.

При необходимости керамическая лента может быть оснащена кожухом из нержавеющей стали или листового алюминия. Кожух защитит керамику от загрязнения и механических повреждений, а также даст возможность варьировать тип подключения электронагревателя.

Секционные нагревательные элементы, так же называемые сухими тэнами — керамические нагреватели цилиндрической формы, которые используются для обогрева воздушной среды, либо для бесконтактного нагрева жидкостей. Их необходимая длина достигается за счет последовательного соединения стеатитовых керамических изоляторов, в которые помещена нагревательная спираль. Электронагреватели такого типа используются в калориферах, конвертерах, теплопушках, маслоподогревателях, а также для термообработки газовых смесей или для обработки топлива.

При изготовлении химически стойкой колбы для такого электронагревателя, его можно использовать и для нагрева агрессивных кислотных и щелочных сред.

Плоские керамические нагреватели — это инфракрасные излучатели, которые используются во многих сферах, от мармитов в ресторанах, до рабочих зон термопластавтоматов или барабанных печей для сушки сыпучих материалов. Керамические нагреватели такого типа бывают как прямыми, так и вогнутыми и представляют собой керамические пластины, изготовленные методом горячего литья, c нагревательной спиралью внутри.

Диапазон рабочей температуры — от 300 °C до 700 °C с длиной волны от 2 до 10 микрон. Все это делает плоские керамические нагреватели одними из самых востребованных электронагревателей на рынке.

Патронные нагреватели для розжига из керамического сплава — это электронагреватели, которые поджигают сухое топливо в пеллетных печах и котлах. Электронагреватель состоит из нихромовой спирали помещенной внутрь керамического изолятора. Такие изоляторы обладают высокой теплопроводимостью и очень низкой токопроводимостью, что обеспечивает безопасность их использования.

Керамические нагреватели для сварочных фенов тоже изготавливаются по типу патронных. Их корпусом служат керамические тубусы, выдерживающие значительную механическую нагрузку и стойкие к термическому расширению. Такие электронагреватели очень хорошо проводят тепло и быстро нагревают воздух, нагнетаемый вентилятором фена.

Высокая температура нагретого воздуха позволяет воздействовать на изделия из пластика, напольные и кровельные покрытия, другие наплавляемые материалы.

Комплектующие из электрокерамики

Электрокерамика так же используется в производстве изоляционных бусин, клеммных колодок, и других типов изоляторов. Керамические сплавы, используемые для этих типов изделий, так же являются диэлектриками, но очень плохо проводят тепло. Керамическая изоляция используется в местах подключения тэнов для защиты проводов и соединений от воздействия высоких температур.

Итог

Керамические сплавы — это очень большой сегмент материалов, сходных по типу, но различных по областям применения. Нагреватели из электрокерамики долговечны и надежны, и повсеместно используются на производствах. В производственной компании «Марион» Вам помогут подобрать оптимальную конфигурацию электронагревателя для решения ваших задач.