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工作寿命和最高允许温度

加热时，电阻加热合金的表面上会形成氧化层，从而防止材料发生进一步氧化。 为此，氧化层必须致密并且能够防止气体的扩散。 它还必须很薄，并且不受温度影响而粘附在金属上。 目录： 使用 Kanthal® 合金 避免温度波动 选择厚元件材料 调整元件温度以适应炉内气氛 避免固体物质、流体和气体腐蚀 在这些方面，在 Kanthal® 合金上形成的氧化铝甚至比在 Nikrothal® 合金上形成的氧化铝更好，有助于延长 Kanthal® 加热元件的使用寿命。 下图比较了两种元件的使用寿命。 在本章中，您将找到一些一般性建议，以实现尽可能长的元件寿命。 使用

用于工业炉的 Kanthal® 或 Nikrothal®？

电阻合金主要有两种类型。 镍-铬（例如 80 镍、20 铬）被称为镍铬，是在 20 世纪初期开发的，很快被用作工业炉和家用电器中的加热元件材料。 在上世纪 30 年代，Kanthal 推出了一种新的电阻加热合金（称为 Kanthal®），该合金基于铁-铬-铝合金，具有比镍-铬更长的使用寿命和更高的最高工作温度。 Kanthal 生产两种类型的合金，分别名为 Nikrothal®（镍-铬）和 Kanthal®（铁-铬-铝）。 这两种主要类型的合金具有自己的特殊性能，各有优缺点，并且以许多不同的等级和形式提供。 通常，Kanthal® 合金在性能和寿命方面要优于

元件表面负荷

由于 Kanthal® 合金可在比 Nikrothal® 合金更高的温度下工作，因此可以接受更高的表面负荷，而不会损害元件寿命。 元件设计也非常重要。 元件规格的辐射越自由，最大表面负荷就越高。 因此，ROB（波浪）型元件（安装在表面的波纹粗线材）的负荷最高，然后是波纹带材元件。 目录： 与凹槽中的卷材元件相比，陶瓷管上的卷材元件的负荷更高。 第 9 页上图中的值适用于以下设计条件： 元件类型 A（粗线材）和 B（带材）： 带材厚度最小 2.5 mm。线材直径最小 5 mm。在最大线圈长度和最大表面负荷的情况下，最小间距为 50 mm。 建议的最大线圈长度： <

Kanthal® 元件关键数据

线材元件 元件系统 螺旋 螺旋 豪猪 弯条 波纹 线圈 支架 陶瓷管材 凹槽 陶瓷管材 金属直条 金属外科钉 陶瓷管材 材料 硅线石 磨皮等级 28 硅线石 Kanthal® APM U 型 Kanthal® 钉 硅线石 最高炉温，°C 1300 1250 800 1300 1300 1300 1000°C 炉温下的最大墙壁负荷，kW/m2 40 35 – 50 50 60 1000°C 炉温下的最大表面负荷，W/cm2 3 – 4 3 – 4 – 5 – 6 3 – 6 5 – 6 焊丝直径（d，mm） 2.0 – 6,5 2.0 –

嵌入式元件类型

目录： 凹槽金属板中的卷材 管式元件，粉末填充 供暖电缆和绳索加热器 电热膜云母发热片 嵌入式元件类型中的线材完全被固体或粒状绝缘材料包围。 金属护套管状元件 Kanthal® D 通常是管温低于 700°C (1290°F) 的合适加热线材，而 Nikrothal® 80 或 Nikrothal® TE 则适用于高于该温度的应用。 使用 Kanthal® 代替 Nikrothal® 具有以下优点： 相同线材尺寸下，线材重量可降低约 20-30%。 元件沿线温度更均匀，线材最高温度更低。 这意味着元件可在短时间内充入更多电量，当存在烧干风险时，这一点很重要。

换算表

目录： 线规换算表 温度换算表 插值表 杂项换算系数 线规换算表 线规 AWG 或 B&S SWG 编号 mm in mm in 4-0 11.684 0.4600 10.1600 0.4000 3-0 10.404 0.4096 9.4488 0.3720 2-0 9.266 0.3648 8.8392 0.3480 0 8.252 0.3249 8.2296 0.3240 1 7.348 0.2893 7.6200 0.3000 2 6.543 0.2576 7.0104 0.2760 3 5.827 0.2294 6.4008 0.2520 4 5.189 0.2043

设计因素

目录： 工作寿命 氧化性能 耐腐蚀性 在空气中工作时最高线材温度与线材直径的函数关系 工作寿命 电阻加热合金的寿命取决于许多因素，其中比较重要的因素有： 温度 温度循环 污染 合金成分 微量元素及杂质 线材直径 表面状况 环境 机械应力 调节方法 由于每种应用的这些因素各不相同，因此很难给出预期寿命的一般准则。 下面提供了一些重要设计因素的建议。 氧化性能 加热时，电阻加热合金的表面上会形成氧化层，从而延缓材料的进一步氧化。 为此，氧化层必须致密并且能够防止气体和金属离子的扩散。 它还必须很薄，并且不受温度影响而粘附在金属上。 Kanthal® 合金上的保护性氧化层在高于 1000°C

悬挂元件类型

目录： 悬挂线圈 悬挂直丝和扁带 开口电热膜云母发热片 Z 形元件 豪猪状元件 浸在水中的线圈 线材自由悬挂在绝缘点之间，并承受由其自身重量、自身弹簧力以及某些情况下外部弹簧力引起的机械应力。 Kanthal® D、Kanthal® AF、Nikrothal® 80 和 Nikrothal® 60 是非常合适的材料。 允许的 D/D（卷材直径/线材直径）比与支撑卷材元件中线材温度的函数关系。 悬挂线圈 特征 线圈以一定间隔支撑，例如由陶瓷支架支撑。 玻璃纤维绳通常放置在卷材内部，以防止卷材在元件故障时掉落。 推荐的合金 Nikrothal®

符号、公式和定义

符号列表 计算单位 符号 含义 公制 英制 AC 加热导体的表面积 cm2 in2 b 宽度（扁带或带材） mm in Ct 温度系数（工作温度下的电阻率与室温下的电阻率之比） d 线材直径 mm in D 线圈外径 mm in I 电流 A A L 加热导体的长度 m ft Le 线圈长度 mm in n 圈数 p 加热元件表面负荷 W/cm2 W/in2 P 功率 W W q 加热导体横截面积 mm2 in2 r 相对间距 RT 工作温度时的电阻 Ω Ω R20 室温（20°C，68°F）时的电阻 Ω Ω s 间距 mm in t 厚度（扁带或带材） mm in

电阻加热绞线

Kanthal 意识到热处理行业需要更精确控制的绞线，于是与电缆客户密切合作，开发出了一系列采用知名的 Nikrothal® 合金、Kanthal® 合金和镍合金制成的电阻绞线。 目录： 股线直径 标准库存材料 适用于工业应用的柔性端子 这些合金在高温和其他恶劣条件下具有出色性能，在这些条件下，可靠性和质量是首要考虑因素。 合金 标称成分 (%) 镍 铬 铁 Al Mn Nikrothal® 80 80 20 Nikrothal® 60 60 16 剩余量 Kanthal® D 22 剩余量 4.8 Kanthal® AF 22