Heizstab mit Schutzschicht für elektrisch beheizte Widerstandsöfen
Die Heizstäbe elektrisch beheizter Hochtemperaturöfen werden zur Verlängerung ihrer
Lebensdauer und zur Konstanthaltung ihres Widerstandswertes mit einem Schutzüberzug
versehen, der den Heizstab vor der Einwirkung der heißen Ofengase schützt.Heating rod with protective layer for electrically heated resistance furnaces
The heating rods of electrically heated high-temperature furnaces are used to extend their
Lifetime and to keep their resistance value constant with a protective coating
that protects the heating element from the effects of the hot furnace gases.
Es ist bekannt, die meist aus Siliciumkarbid bestehenden Heizstäbe
mit einer Schutzschicht zu umkleiden, die aus fein zerkleinerter Elektrodenkohle
und Wasserglas oder einer Glasurmasse als Bindemittel gebildet ist. Ferner ist es
bekannt, Heizstäbe aus Kohle durch einen Überzug zu schützen, der aus einer dünnen
Siliciumkarbidschicht besteht, die mit einer Glasur aus einem Fluorid der Alkali-
oder Erdalkalimetalle und Aluminiumoxyd bestrichen ist. Es hat sich gezeigt, daß
die bekannten Schutzschichten nicht den erwarteten Erfolg bringen, da die bisherigen
Schutzschichten sich leicht von dem Heizkörper ablösen oder zumindest durch Rißbildung
den Ofengasen Zutritt zu dem Heizkörper verschaffen. Die Ursache ist darin zu erblicken,
daß die Glasurmasse nicht genügend tief in die Poren der Siliciumkarbidschicht eindringt
und sich daher ungenügend mit dem Heizstab verankert.It is known that the heating rods usually made of silicon carbide
Covered with a protective layer made of finely ground electrode carbon
and water glass or a glaze mass is formed as a binder. Furthermore it is
known to protect heating rods made of carbon by a coating made of a thin
Silicon carbide layer, which is glazed with a fluoride of the alkali
or alkaline earth metals and aluminum oxide is coated. It has been shown that
the known protective layers do not bring the expected success, as the previous ones
Protective layers easily peel off the radiator or at least through cracking
give the furnace gases access to the radiator. The cause is to be seen in
that the glaze mass does not penetrate deep enough into the pores of the silicon carbide layer
and therefore insufficiently anchored with the heating rod.
Durch die Erfindung wird ein fest auf dem Heizstab haftender, die
Poren des Heizstabes verschließender Überzug geschaffen, der selbst bei häufigen
großen Temperaturänderungen durch Rißbildung nicht vorzeitig zerstört wird. Die
Schutzschicht zeichnet sich ferner dadurch aus, daß sie außerordentlich dünn gehalten
werden kann und die
Wärmeabgabe des Heizstabes nicht behindert,
so daß Überhitzungen des Heizstabes vermieden werden.The invention is a firmly adhering to the heating rod, the
The pore of the heating rod sealing coating is created, which even with frequent
large temperature changes is not prematurely destroyed by cracking. the
The protective layer is also distinguished by the fact that it is kept extremely thin
can be and the
Heat emission of the heating rod is not hindered,
so that overheating of the heating element can be avoided.
Erreicht werden diese Vorteile nach der Erfindung dadurch, daß die
Schutzschicht aus in den Poren des Heizstabes verankertem Tonerdespinell besteht.
Die Schutzschicht wird dabei aus Ausgangsstoffen gebildet, die in die Poren des
Heizstabes einzudringen vermögen und durch entsprechende Behandlung nach ,dem Aufbringen
auf den Heizstab in den Tonerdespinell umgewandelt werden.These advantages are achieved according to the invention in that the
Protective layer consists of alumina spinel anchored in the pores of the heating rod.
The protective layer is formed from raw materials that get into the pores of the
Ability to penetrate the heating rod and by appropriate treatment after the application
can be converted into the alumina spinel on the heating rod.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Schutzschicht
beschrieben. Der aus Siliciumkarbid oder einem anderen für Heizstäbe geeigneten
Werkstoff bestehende Heizstab wird zunächst in die Schmelze eines Halogensalzes
der Erdalkalimetalle getaucht und die Poren des Heizstabes mit diesem Salz angefüllt:
Im Anschluß hieran wird das in den Poreneingelagerte Salz durch eine Wärmebehandlung
in Gegenwart von Luft und Wasserdampf in das entsprechende Oxyd, z. B. Magnesiumoxyd,
umgewandelt. Der so bereitete Heizstab wird dann mit einer dünnen Aluminiumoxydschicht
überzogen, die durch Aufbringen von metallischem Aluminium mit anschließender Oxydation
oder durch Aufbringen von geschmolzenem und anschließend durch Wasserdampf umgesetzten
Aluminiumchlorid gebildet ist. Wird nunmehr der Heizstab einer hohen Temperatur,
die etwa der Betriebstemperatur des Ofens entspricht, ausgesetzt, so bildet das
Aluminiumoxyd mit dem Magnesiumoxyd einen Spinell, An Stelle eines Magnesiumsalzes
könnte als Ausgangsstoff auch ein Berylliumsalz verwendet werden. Der hierbei entstehende
Spinell kommt gleichfalls als Mineral in der Natur wie der Spinell des Magnesiums
vor. Die auf diese Weise gebildete Schutzschicht haftet besonders fest auf dem Heizstab,
da der Heizstab von dem die Schutzschicht bildenden Stoff zum Teil durchdrungen
ist. Da die Schicht außerordentlich dünn gehalten werden kann, sind Unterschiede
in den Wärmeäusdehnungskoeffizienten des -die Schutzschicht bildenden Stoffes und
des den Heizstab bildenden Stoffes von untergeordneter Bedeutung, denn selbst ein
Zerreißen der Oberflächenhaut hat keinen nachteiligen Einfluß, da die durch den
Schutzachichtstoff verstopften Poren des Heizstabes das Eindringen der heißen Ofengase
in die inneren Teile des Heizstabes verhindern. Da das Magnesiumsalz bei der Herstellung
der Schutzschicht sehr tief in den Heizstab eindringt und gegebenenfalls den ganzen
Heizstab durchsetzt, wird der Heizstab durch das sich bildende Magnesiumoxydverdichtet
und seine elektrischen Eigenschaften verbessert, da das Magnesiumoxyd bei der Betriebstemperatur
sich an der Stromleitung beteiligt.Below is an example of how the protective layer is made
described. The one made of silicon carbide or another suitable for heating rods
The material of the existing heating rod is first put into the melt of a halogen salt
of the alkaline earth metals and filled the pores of the heating rod with this salt:
The salt stored in the pores is then subjected to a heat treatment
in the presence of air and water vapor in the corresponding oxide, z. B. Magnesium Oxide,
converted. The heating rod prepared in this way is then covered with a thin layer of aluminum oxide
coated by applying metallic aluminum with subsequent oxidation
or by applying molten and then reacted by steam
Aluminum chloride is formed. If the heating element is now at a high temperature,
which corresponds approximately to the operating temperature of the furnace, so that forms
Aluminum oxide with the magnesium oxide a spinel, instead of a magnesium salt
a beryllium salt could also be used as a starting material. The resulting
Spinel also occurs as a mineral in nature like the spinel of magnesium
before. The protective layer formed in this way adheres particularly firmly to the heating rod,
because the heating rod is partially penetrated by the substance forming the protective layer
is. Since the layer can be kept extremely thin, there are differences
in the coefficient of thermal expansion of the substance forming the protective layer and
of the substance forming the heating rod is of minor importance, because itself is a
Tearing of the surface skin has no adverse effect, since the by the
Protective sealant clogged the pores of the heating rod, preventing the hot furnace gases from penetrating
into the inner parts of the heating element. As the magnesium salt in the manufacture
the protective layer penetrates very deeply into the heating rod and possibly the whole
When the heating rod passes through it, the heating rod is compressed by the magnesium oxide that forms
and its electrical properties are improved as the magnesia is at operating temperature
participates in the power line.