EREMA SiC Heizelemente


EREMA Heizelemente im Einsatz
    
Materialkennwerte der EREMA Heizelemente

Bei den EREMA Heizelementen handelt es sich um keramische Heizelemente aus Silizium Carbid (SiC), die im Glühteil hochohmig und an den Anschlussenden durch ein Silizium Infiltrat niederohmig ausgeführt sind. Im Laufe der Betriebszeit nimmt der Widerstand bei allen SiC Heizelementen zu. Dieser Vorgang wird Alterung gennant und bedeutet eine Oxidation des SiC Basismaterials zum nichtleitenden SiO2. Zum Ausgleich der Alterung und zur Konstanthaltung der Leistungsaufnahme, muss die Widerstandserhöhung durch Spannungsreseve kompensiert werden.

Elektrischer Widerstand der EREMA Heizelemente

Der elektrische Widerstand der EREMA Heizelemente weist eine temperaturabhängige Charakteristik auf. Der Kaltwiderstand kann ein Vielfaches des Nennwiderstandes(bei ca.1000°C) betragen. EREMA Heizelemente durchlaufen bei ca. 700-800°C ein Widerstandsminimum, welches bei der Anlagenauslegung beachtet werden muß. Herstellungsbedingt muß mit einer Widerstandstoleranz bis +/-12,5% des Nennwiderstandes gerechnet werden. Auf Grund dieser Widerstandstoleranz sollten EREMA Heizelemente möglichst parallel verschaltet werden. In Fällen, die netzbedingt eine Serienschaltung erfordern, sollten möglichst Heizelemente mit etwa dem gleichen elektrischen Widerstand zusammen verschaltet werden. Bei jedem ausgelieferten EREMA Heizelement wird der elektrische Widerstand bei 1000°C geprüft und der gemessene Ohm-Wert sowohl auf der Verpackung als auch auf dem Heizelement selbst vermerkt. Zusätzlich dazu wird jedes EREMA SiC Heizelement mit entsprchender Produktionsnummer beschriftet.

Lebensdauer der EREMA Heizelemente

Die Lebensdauer der EREMA Heizelemente hängt von vielen Faktoren ab und kann je nach Anwendung deutlich über 10.000 oder nur wenige Stunden betragen. Neben der Belastung, Ofenatmosphäre, Betriebstemperatur beeinflussen auch die Heizelementauswahl, Steuerung, Verschaltung, Einbau sowie die Betriebsweise entscheidend die Lebensdauer. Auf Grund der Komplexität der Faktoren sowie der gegenseitigen Beeinflussung, ist eine zuverlässige Aussage über die Standzeit nicht möglich. Negativ auf die Standzeit der Heizelemente wirken Kohlenwasserstoffe, Halogene, Oxide und Salze von Alkalien und Erdalkalien, Borate Silikate oder Schwermetalloxide. Beim Einsatz in schädlichen Betriebsatmosphären sollten die EREMA Heizelemente durch einen Oxidationsschutz geschützt werden.

Temperaturen oberhalb von 1500°C sollten möglichst mit EREMA SG oder SGR Heizelementen realisiert werden. Bei Verwendung von Heizelementen ab Durchmesser von 39 mm, sollte zur Reduzierung von Thermospannungen die spezifische Oberflächenbelastung auf 8 W/cm2 beim Anfahren nicht überschritten werden. In Abhängigkeit von der Betriebsatmosphäre ist die angegebene spezifische Belastung zu reduzieren. Wasser oder Wasserdampf führen zu einer schnelleren Oxidation und somit zu einer kürzeren Standzeit. Die max. sinnvolle Belastung hängt von der Konzentration der schädlichen Bestandteile in der Ofenatmosphäre ab und ergibt so die maximal empfohlene Betriebstemperatur.

Einbau der Heizelemente

Beim Einbau der Heizelemente ist auf eine freie Bewegung der Heizelemente zu achten.Die Wärmedehnung von mindestens 5 mm pro 1000 K und 1000 mm Länge ist zu berücksichtigen. Die Heizelementanschlüsse sollten vor Berührung geschütz und gut durchlüftet werden um so eine Überhitzung der Anschlüsse zu verhindern. Bitte fordern Sie zu den einzelnen EREMA SiC Heizelementen die speziellen Datenblätter an.

Elektrischer Anschluss

Zur Vermeidung von unterschiedlichen Leistungsaufnahme sowie zum Ausgleich der Widerstandstoleranz innerhalb einer Regelgruppe ist es empfehlenswert die Heizelemente parallel zu schalten. Die Parallelschaltung bietet den Vorteil einer Angleichung der Widerstände, da das Heizelement mit dem geringeren Widerstand zuerst die höhere Leistung aufnimmt. Bei einer Serienschaltung sollten Heizelemente mit möglichst gleichem Widerstand verknüpft werden.

Austausch der Heizelemente

Das Auswechseln der Heizelemente kann im Gegensatz zu metallischen Heizelementen problemlos ohne Betriebsunterbrechnung durchgeführt werden. Innerhalb einer Regelgruppe sollten auf Grund der unterschiedlichen Widerstände und der damit verbundenen unterschiedlichen
Leistungsaufnahme neue und gebrauchte Heizelement nicht miteinander verschaltet werden. Es ist empfehlenswert beim Ausfall eines Heizelements die gesammte Regelgruppe auszutauschen. Die gebrauchten, noch intakten Heizelemente können mit Heizelementen ähnlicher Widerstände später wieder kombiniert werden.

Steuerung der Heizelemente

Zur Leistungssteurung der Heizelemente kann ein Stufentransformator mit oder ohne Thyristor eingesetzt werden. In bestimmten Fällen kann auf einen Transformator verzichtet werden. Beim Einsatz von Thyristoren ist auf eine echte Leistungsbegrenzung zu achten, die sowohl den Strom als auch die Spannung limitiert - reine Strombegrenzung ist auf grund der Alterung nicht ausreichend. Um eine Überlastung der Heizelemente zu verhindern, ist vor allem bei impulspaketgesteurteten Thyristoren auf die Impulsleistung zu achten, die 14 W/cm2 nicht übersteigen sollte. Zur Auslegung der Thyristor- bzw. Transformatoranschlußwerte ist sowohl die Widerstandstoleranz als auch die Widerstandscharakteristik zu berücksichtigen. Das elektrische Versorgungssystem muss dem maximalen Strom und der maximalen Spannung (inklusive Spannungsreseve) standhalten. Eine entsprechende Auslegung kann durchgeführt werden.


Beschreibung   Bei den EREMA Heizelementen handelt es sich um keramische Heizelemente aus feinkörnigem Siliziumkarbid (SiC), die je nach Ausführung im Temperaturbereich von 400°C bis 1650°C ihre Anwendung finden. Basierend auf einer mehr als 70 jährigen Erfahrung erfolgt die Herstellung der Heizelemente in Japan, entsprechend der geltenden Qualitätsnormen. Der Einsatz der Heizelemente erfolgt in verschiedenen Anwendungsbereichen wie zum Beispiel:

Wärmebehandlung von Metallen - Warmhalten und Einschmelzen von Metallen - Einsatz bei der Herstellung von Glas - Herstellung von technischer Keramik und Porzellan - Herstellung von
Ferriten - Elektrotechnik, Dekor-und Haushaltskeramik.

Im Gegensatz zu metallischen Heizelementen oder zu Heizelementen aus MoSi2 zeichnen sich EREMA Heizelemente durch hohe Festigkeitswerte aus, die temperaturunabhängig sind und somit einen freien, selbsttragenden Einsatz ermöglichen. Ein weiterer Vorteil der EREMA Heizelemente liegt, neben der hohen Leistungsdichte von bis zu 250 kW/m², in der geringen Benetzbarkeit der EREMA Heizelemente durch NE-Schmelzen. Die Messung des elektrischen Widerstandes erfolgt, werkstoffbedingt bei ca. 1000°C (1400°C für VE/SD) - Messwerte des Widerstandes (R) im tieferen Temperaturbereich sind nur bedingt aussagefähig.

EREMA SiC Heizelemente sind Heizelemente der Fa.TOKAJ Konetsu Kogyo Co.,Ltd. dem weltweit größten Hersteller von SiC Heizelementen (mehr als 160.000 EREMA SiC Heizelemente pro Jahr). Die Herstellung der EREMA Heizelemente erfolgt bereits seit 1936, an zwei Standorten in Japan und in China. Ausgerichtet auf stetige Produktverbesserung und Kundenzufriedenheit, konnte vor wenigen Jahren in Asien die weltweit neuste, nach deutschem Know How aufgebaute Fertigung, zur Herstellung von SiC Heizelementen in Betrieb genommen werden.

CERApro® Hochtemperaturtechnik GmbH verfügt über jahrelange Erfahrung auf dem Gebiet der Herstellung, Auslegung, Anwendung, Service und Betrieb von SiC Heizelementen.

Zur Verbesserung der Standzeit in korrosiven und aggressiven Anwendungen, können EREMA Heizelemente mit unserem TES® Oxidationsschutz behandelt werden. Mit TES® behandelte EREMA Heizelemente zeichnen sich besonders durch Langlebigkeit und Korrosionsbeständigkeit beim optimalen Preis-/Leistungsverhältnis aus.


Merkmale   EREMA SiC Heizelemente sind in verschiedenen Formen (ED, VE, U, W, SG, SGR) und Abmessungen (je nach Typ) von 8 bis 54 mm herstellbar.