บทบาทขององค์ประกอบต่างๆ ในลวดความร้อนไฟฟ้า ลวดเตาไฟฟ้า และแถบความต้านทาน

ลวดความร้อนไฟฟ้าเป็นวัสดุทำความร้อนไฟฟ้าทั่วไปที่ใช้ลักษณะความต้านทานขององค์ประกอบโลหะเพื่อสร้างความร้อน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของลวดเตาไฟฟ้าและรับคุณสมบัติพิเศษบางประการ จึงตั้งใจผสมกับองค์ประกอบต่างๆ ในระหว่างกระบวนการถลุง ดังนั้นจึงมักเรียกกันว่าโลหะผสมที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า
วัสดุที่ใช้กันทั่วไปสำหรับลวดเตาไฟฟ้าสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือโลหะผสม Ni Cr และ Fe Cr Al ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าสำหรับเตาเผาอุตสาหกรรมต่างๆ เตาเผาในห้องปฏิบัติการ และเครื่องใช้ในครัวเรือน
1. ลวดความร้อนไฟฟ้าซีรีส์ Ni Cr มีพื้นฐานมาจากนิกเกิล (หรือเหล็ก) และโดยทั่วไปประกอบด้วย Cr ร้อยละ 15 ถึง 30 และ Ni ร้อยละ 29 ถึง 80 ซึ่งเป็นโครงสร้างแบบออสเทนนิติก อุณหภูมิในการทำงานสูงสุดสำหรับลวดความร้อนไฟฟ้า Cr20Ni80 ที่ใช้กันทั่วไปคือ 1200 องศา
2. เทปความต้านทานซีรีส์ Fe Cr Al นั้นขึ้นอยู่กับเหล็กและโดยทั่วไปประกอบด้วย Cr 12 เปอร์เซ็นต์ถึง 30 เปอร์เซ็นต์, Al 4 เปอร์เซ็นต์ถึง 8 เปอร์เซ็นต์และส่วนที่เหลือคือ Fe เป็นโครงสร้างเฟอร์ไรต์และใช้งานได้ถึงอุณหภูมิสูงสุด 1,400 องศา
ฟังก์ชั่นขององค์ประกอบทั่วไปในสายความร้อนไฟฟ้า:
โครเมียม - ปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานต่อซัลเฟอร์ไรเซชัน และความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและคั่นระหว่างหน้าของสายไฟของเตาไฟฟ้า
นิกเกิล – ให้ความเสถียรทางโลหะวิทยา ปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนและความสามารถในการเชื่อม ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนต่อกรดรีดิวซ์และโซดาไฟ และปรับปรุงความต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดของสายไฟ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์และโซดาไฟ
เหล็ก - ปรับปรุงความต้านทานของลวดความร้อนไฟฟ้าต่อสภาพแวดล้อมคาร์บูไรซิ่งที่อุณหภูมิสูง ลดต้นทุนโลหะผสม และควบคุมการขยายตัวทางความร้อน
อะลูมิเนียม - ปรับปรุงความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงของสายไฟของเตาไฟฟ้า และเพิ่มการชุบแข็งตามอายุ
ไนโอเบียม - เมื่อรวมกับคาร์บอน ช่วยลดการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่เกิดจากการตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์ในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและคั่นระหว่างหน้า
โมลิบดีนัม - ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของลวดความร้อนไฟฟ้าเพื่อลดกรด เพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและคั่นระหว่างหน้าในคลอไรด์ที่มีสารละลายที่เป็นน้ำ และเพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง
โคบอลต์ - ให้ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงโดยเสริมด้วยลวดเตาไฟฟ้า ปรับปรุงความต้านทานต่อคาร์บอไนเซชันและซัลเฟอร์ไรเซชัน
ทองแดง - ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของแถบความต้านทานเพื่อลดกรด (โดยเฉพาะกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรฟลูออริกที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอากาศถ่ายเท) และเกลือ การเติมทองแดงลงในโลหะผสมเหล็กโมลิบดินัม นิกเกิล โครเมียม ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนต่อกรดไฮโดรฟลูออริก กรดฟอสฟอริก และกรดซัลฟิวริก
ไททาเนียม - รวมกับคาร์บอน ช่วยลดการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่เกิดจากการตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์ระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน ปรับปรุงประสิทธิภาพการเสริมความแข็งแรงของแถบต้านทานการเสื่อมสภาพ และปรับปรุงความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง
ทังสเตน - ปรับปรุงความต้านทานต่อการลดกรดและการกัดกร่อนเฉพาะที่ เพิ่มความแข็งแรงของแถบความต้านทานและความสามารถในการเชื่อม
ไนโตรเจน - ปรับปรุงเสถียรภาพทางโลหะ ปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและคั่นระหว่างหน้า และเพิ่มความแข็งแรง