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STARBAR

STARBAR RR



STARBAR Type RR




■ 設置


STARBAR RRは、水平、垂直のどちらにでも設置できます。
但し、膨張・収縮のための、十分なスペースが必要です。
発熱部が断熱材に入りこまないよう設置してください。
発熱体の設置間隔(下図:S )はその直径の2倍以上、炉壁(下図:X )からは1.5倍以上離してください。
不充分ですと部分的な過熱現象が起こります。 また、煉瓦の穴径は発熱体直径の1.5倍以上とってください。
SiC発熱体は、多少の抵抗のバラツキがあります。
このため、同一回路に使用されるSTARBARは、できるだけ同じ抵抗値のものを使用してください。
試験測定値は発熱体の片方の表面部分と、その梱包された箱にも記入してあります。








■ 電気特性


STARBARは抵抗式電気ヒーター(ジュールの法則:W=I 2R)です。

SiC発熱体の抵抗値は常温より650℃までは負であり、この温度を境として有効温度範囲内では正になります。
この発熱体は、常温での正確な測定が困難であり、すべての STARBARの試験測定値は1070℃の値となっております。

SiC発熱体は発熱部表面温度を1000〜1070℃に発熱させて 抵抗測定します。これは各国のSiC発熱体メーカーが採用している方法です。SiC発熱体はこの試験温度以外では正確な値を測定できません。

特に室温で抵抗テスターを使い測定すると、10〜20倍の値が表示されることがあります。誤解を招く可能性がありますので、室温での測定は行わないでください。





■ サイズ・電気特性表


STARBAR Type RR
直径
mm
最大全長
mm
発熱部抵抗
Ω/mm
端部抵抗
Ω/mm
10 660 0.01372 0.000686
12 915 0.01009 0.000505
13 1090 0.00773 0.000387
16 1250 0.00497 0.000248
20 1575 0.00341 0.000170
25 1900 0.00197 0.000098
30 2210 0.00134 0.000067
35 2290 0.00106 0.000053
40 2340 0.00092 0.000046
44 2670 0.00065 0.000032
54 3300 0.00059 0.000030
70 5740 0.00028 0.000020



■ 交換


STARBARは電気炉が稼動中での交換が可能です。
交換する発熱体の回路のみ電源を切り、その回路の発熱体すべてを取り除き、新しい発熱体を取り付けてください。
新しい発熱体と古い発熱体は、抵抗値が異なるため同一回路では使用せず、古い発熱体どうしを一つの回路で使用します。



■ 寿命


SiCは使用期間中に酸化して抵抗が増加していく、いわゆる老化現象が起こります(SiC+2O→SiO+CO)。(右表参照)

老化現象は次の条件によって大きく変化します。

  1. 使用温度
  2. 表面負荷密度
  3. 雰囲気
  4. 制御形式(ON−OFFまたはPID)
  5. 運転方式(連続または断続)
1.使用温度
STARBAR RRは、大気または不活性ガス(Ar,He)中で最高1600℃まで使用可能です。
ガス中では1400℃、水素ガス中では1370℃までです。
使用温度が高くなれば、寿命も短くなります。

2.表面負荷密度
SiC発熱体は金属発熱体と比べ表面負荷の値を高くとることができます。
右表は炉内温度に対する発熱体表面負荷の最大値を示しています。
これらは炉の形式、使用雰囲気によっても異なります。
推奨される表面負荷温度は右表の70%以下の値です。

3.雰囲気
ガス中では、1350℃以上になると、SiCと反応して、発熱体表面に窒化物を生成する可能性があり、寿命が短くなります。
また水素ガス中では1370℃以上になると、ケミカルアタックが起こります。 なかでも非常に乾燥もしくは湿ったHガスは共に発熱体の老化を促進します。
水蒸気による影響は大きく、水分によってSiCは酸化され、発熱体の老化を促進します。
Pb,Bi,FO,Cl,SOなどの発揮物も影響を及ぼします。
この雰囲気の中で寿命を長く保つために、表面負荷密度を小さくとることが最も重要です。
4.制御形式
PIDはON−OFF制御より、より長い寿命が得られます。
5.運転方式
休日などに炉の温度を下げるより、安定した温度の中で制御する方がより長い寿命を得られます。
また、やむを得ず温度を下げる場合は950℃以上に保つことをお薦めします。




■ 作動電圧



STARBARの1本当りの標準作動電圧は、
E=√WR で求められます。
(E=標準作動電圧 W=発熱体の消費電力 R=発熱体1本当りの抵抗値)

Ex)
RR1400×600×25の(発熱体面積470cu)
R=1.40Ω W=3000Wの場合6.4W/cuとしますと、3000W必要となり、これよりEを求めます。
E=√WR
E=√(3000)(1.4)
E=65volts
この時、発熱体はほぼ安定した抵抗値と表面温度に達します。
複数の発熱体を同一回路で使用する場合は、次の式が用いられます。

(Rn=回路中の抵抗 R= 発熱体の抵抗 S=直列配置された発熱体の本数 P=並列回路数)
Rn=SR/P

RR1400×600×25(R=1.4Ω)の発熱体8本を2本直列、4本並列(2S−4P)に接続しますと、
Rn=SR/P
Rn=(2)(1.4)/4
Rn=0.7Ωとなります。
設備定格電圧の算出には前例2公式の組み合わせを用います。
すなわちEn=√WtRnとなります。
(En=定格電圧 Rn=回路中の抵抗 Wt=全電力)

RR1400×600×25(R=1.4Ω)の発熱体8本を2S−4Pに接続し、24Kwで使用しますと、
Rn=0.7Ω
En=√WtRn
En=√(24,000)(0.7)
En130 volts
となります。


トランスの最大電圧(参考)
Emax=√(WtRn)×1.5
Emax=√(24,000)(0.7)×1.5
Emax=195 volts





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