SE447271B - Elektriskt vermeelement med ett motstandselement - bestaende av en fe-cr-al-legering - som er inbeddat i en isolerande massa av mgo - Google Patents

Elektriskt vermeelement med ett motstandselement - bestaende av en fe-cr-al-legering - som er inbeddat i en isolerande massa av mgo

Info

Publication number
SE447271B
SE447271B SE8000970A SE8000970A SE447271B SE 447271 B SE447271 B SE 447271B SE 8000970 A SE8000970 A SE 8000970A SE 8000970 A SE8000970 A SE 8000970A SE 447271 B SE447271 B SE 447271B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
alloy
weight
resistance
heating element
mgo
Prior art date
Application number
SE8000970A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8000970L (sv
Inventor
N Lindskog
I Oderstig
L Berg
Original Assignee
Bulten Kanthal Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bulten Kanthal Ab filed Critical Bulten Kanthal Ab
Priority to SE8000970A priority Critical patent/SE447271B/sv
Priority to US06/229,609 priority patent/US4376245A/en
Priority to EP81850016A priority patent/EP0034133A1/en
Priority to BR8100631A priority patent/BR8100631A/pt
Priority to YU00280/81A priority patent/YU28081A/xx
Priority to CA000370122A priority patent/CA1164030A/en
Priority to ES499136A priority patent/ES8205491A1/es
Priority to JP1674681A priority patent/JPS56136490A/ja
Publication of SE8000970L publication Critical patent/SE8000970L/sv
Publication of SE447271B publication Critical patent/SE447271B/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Description

35 40 447 271 2 Al203 som förhindrar diffusion in i eller ut'ur'legeringen.*' När syret i rörelementet efter nâgon= tids användning för- brukats, vilket medför en betydande sänkning av syrepartialtrycket, bildas i stället för oxider aluminiumnitrider, dels på ytan men också inuti materialet. Härigenom sker en utarmning av legeringen på aluminium.
Dessa förändringar i materialet medför förändringar i kall- och varmmotstånd. Det är känt att materialets kallmotstånd är proportionellt mot Al-halten medan motståndets temperaturkoefficient är omväntçmbportionell mot Al-halten. Efterhand som Al-halten sjunker erhålls därför lägre kallmotstând och högre varmmotstånd§ Med ökat varmmotstând följer en minskad effekt vid konstant spänning.
I marknaden finns idag två typer av motståndstråd som används i rörelement, dels Fe-Cr-A1-legeringar, såsom Kanthaflgïnsb (Fe- 22Cr-4,5Al),dels Ni-Cr-legeringar såsom Nikrothaflg) 80 (8ONi-20Cr).
I vissa tillämpningar visar Fe-Cr-Al-legeringarna på grund av ovan nämnda förhållanden sämre livslängdsegenskaper och större förändringar av kall- och varmmotståndet. Inom respektive grupper finns legeringar av olika sammansättning, varvid legeringar med hög Ni-halt är väsent- ligt dyrare än Fe-Cr-Al-legeringar.
Syftet med föreliggande uppfinning är att få fram en Fe-Cr- Al-legering som kan användas-som motståndstråd i rörelement vid alla normalt förekommande driftstemperaturer och som därvid uppfyller ställda krav på livslängd och begränsade motstândsändringar.
Fe-Cr-Al-legeringar med tillsats av yttrium är kända, t.ex. genom DE-OS 2 813 569, vari anges att legeringar av denna typ upp- visar förbättrad beständighet mot oxidation och korrosion i luft.
Det kunde dock ej förutsägas att dessa legeringar vid användning som motståndselement i den syrefattiga miljö som bildas i ett rörels- ment efter någon tids användning skulle ge den förbättring som upp- nås enligt uppfinningen.
Det har nu visat sig att rörelement av ovan angiven typ med förbättrad livslängd vid hög temperatur kan erhållas genom användning av ett motstândselement av en Fe-Cr-Al-legering som också omfattar Y, Hf, Sc eller en eller flera lantanoider i en mängd av 0,01-1 vikt-%, företrädesvis 0,1-0,5 vikt-%.
Fe-Cr-Al-legeringen enligt uppfinningen har lämpligen samman- sättningen 12-25 vikt-% Cr, 3-6 vikt-% Al, 0,01-1 vikt-% Y|samt rest Fe och för fackmannen kända mindre tillsatser av andra ämnen t.ex. Si, Mn och Co, och sedvanliga föroreningar i en sammanlagd ai« 10 15 20 25 -30 35 a 447 271 mängd av högst 2 vikt-%.
Uppfinningen beskrives nu närmare med hjälp av följande exempel under hänvisning till bifogade ritning, där fig. l visar en sidovy av ett rörelement enligt uppfinningen, delvis i sektion.
Rörelementet i fig. l omfattar ett yttre hölje 1 som omsluter en motståndsspiral 2 inbäddad i magnesiumoxidpulver 3. Motstånds- spiralen är ansluten till tilledare 4 och elementets ändar är förseglade med ändtätningar 5.
Exempel l Rörelement tillverkades med en motståndstråd av Fe-20Cr-5Al- 0,lY med diametern 0,4 mm och jämfördes med identiska rörelement försedda med motstândstrådar av dels en legering med sammansättningen Fe-22Cr-5Al och dels en legering med sammansättningen 80Ni-20Cr.
En ström leddes genom tråden så att rörelementets utsida upphettades till 8300 under 60 min och därefter gjordes tråden strömlös i 20 min (cykling enligt UL 1030). Förändringen i kall- motstånd resp. varmmotstånd uppmättes. - Denna intermittenta drift fick fortgå under en längre tid, varvid motståndet i tråden i kallt resp. varmt tillstånd mättes med intervall på 500 h. Följande resultat erhölls.
Förändring av kallmotstånd i % efter angivet antal h 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 re-zzcr-sAl -7 -zo -21 -32 -34 ' Fe-20Cr-5Al-0,lY -3 - 6 - 8 - 9 -10 -ll -ll 80Ni-20Cr - - - - - - - Förändring av varmmotstånd i % efter angivet antal h 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 Fe-22Cr-5Al ,* 1 3 + 8 +16 +17 re-zocr-szu-mly - - - z - 1 - 3 -l 2 - 2 80Ni-20Cr - + 2 + 2 + 3 + 1 + 2 + 2 Härav framgår att kallmotståndet sjunker betydligt mindre för legeringen med yttrium än för motsvarande legering utan yttrium under det att ingen förändring sker med Ni-Cr-legeringen. Varm- motståndet å andra sidan ökar kraftigt för Fe~22Cr-5Al-legeringen, men är i det närmaste oförändrat bade för legeringen med yttrium och för Ni-Cr-legeringen.
Exempel 2 Rörelement med en yttre diamter av 6,5 mm och en total längd av 795 mm framställdes på konventionellt sätt, varvid som motståndselement användes en spiral av den ovan angivna legeringen 10 15 20 25 30 35 447 271 4 Fe-ZOCr-SAI-OJY. Motståndsspiralen placerades-šf-dtt-'rörhölje av ' Nikrothaf§E0 (Fe-25Cr-20Ni)j och inbäddades i en massa av MgO- pulver. Rörelementets ändar tätades med silikongummi resp. lämnades otätade.
Livslängden av dessa rörelement, dels tätade och dels otätade, bestämdes och jämfördes med livslängden av rörelement, som innehöll en motståndsspiral av en Fe-22Cr-5Al-legering resp. en 80Ni-20Cr- legering. Dessa försök utfördes vid.två olika temperaturer, 830°C och 93000, som svarar mot en trådtemperatur av ca lOO0°C resp. ll00°C.
Rörelementen cyklades enligt UL 1030 till brott, d.v.s. ström leddes genom tråden i 60 min, varefter tråden fick svalna i 20 min.
Följande resultat erhölls, varvid båda försöksvärdena redovisas när dubbla försök utförts.
Rörelementets livslängd i h Motståndstrâd Elementets Yttemp. 830°C Yttemp. 930°C ändar Fe'22Cr'5Al f šâââsis p _ :gå aaaaaa... :aaaa aaafaaa :aaaaaa aaaa aaaa Detta visar att ett rörelement enligt uppfinningen vid en drifttemperatur av 830°C är likvärdigt med ett rörelement med en motståndsspiral av 8ONi-20Cr. Vid den högre temperaturen är rör- elementet enligt uppfinningen något sämre än rörelementet med Ni-Cr-legeringen, men klart bättre än rörelementet med Fe-Cr~Al~ legeringen.
En undersökning av gränsytan mellan motstândstråd och mag- nesiumoxidmassa med svepelektronmikroskop med mikrosond visar att gränsskikten har olika utseende i de båda elementen. Undersökningen gjordes på prover som cyklats i 60 h vid 930°C enligt UL 1030, varvid kallmotståndet minskat 16% för en Fe-Cr-Al-legering och 6% för en Fe~2OCr-5Al-0,lY-legering. __ Ä I rörelementet med Fe-Cr-Al-legeringen har i trädens ytzon bildats ett sammanhängande AlN-skikt som är kraftigt och oregel- bundet och AlN finns också som partiklar i materialet. Utanför AlN-skiktet finns en zon av Al, O och Mg. I elementet med Fe-2OCr- 5Al-0,lY-legeringen finner man ett icke sammanhängande AlN-skikt i Ja» 5 447 271 trädens ytzon och utanför detta ett skikt av Älföloëh Mg son är tjockare än i-Fe-Cr-A1-legeringen.
Rörelementet enligt uppfinningen uppvisar således en för- bättrad livslängd i förhållande till tidigare kända rörelement med motståndstråd av en Fe-Cr-Al-legering.

Claims (4)

447 271 P A T E N T K R A V
1. l. Elektriskt värmeelement med ett yttre, metalliskt hölje som omsluter ett motståndselement av en Fe-Cr-Al-legering som är inbäddat i en isolerande massa av Mg0, k ä n n e t e c k - n a t a v att legeringen även omfattar Y, Hf, Sc eller en eller flera lantanoider i en mängd av 0,01-1 vikt%.
2. Elektriskt värmeelement enligt krav l, k ä n n e t e c k- n a t a v att motståndselementet har formen av en tråd- spiral.
3. Elektriskt värmeelement enligt krav l eller 2, k ä n n e- t e c k n a t a v att Fe-Cr-Al-legeringen är sammansatt av l2-25 vikt% Cr, 3-6 vikt% Al, 0,0l~l,O vikt% Y, samt rest Fe och sedvanliga tillsatser och föroreningar i en sammanlagd mängd av högst 2 vikt%.
4. Elektriskt värmeelement enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t a v att Fe-Cr-Al-legeringen är sammansatt av 20-25 vikt% Cr, 4-5 vikt% Al, 0,01-0,5 vikt% Y samt rest Fe och sedvanliga tillsatser och föroreningar i en sammanlagd mängd av högst 2 vikt%.
SE8000970A 1980-02-06 1980-02-06 Elektriskt vermeelement med ett motstandselement - bestaende av en fe-cr-al-legering - som er inbeddat i en isolerande massa av mgo SE447271B (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8000970A SE447271B (sv) 1980-02-06 1980-02-06 Elektriskt vermeelement med ett motstandselement - bestaende av en fe-cr-al-legering - som er inbeddat i en isolerande massa av mgo
US06/229,609 US4376245A (en) 1980-02-06 1981-01-28 Electrical heating element
EP81850016A EP0034133A1 (en) 1980-02-06 1981-01-30 Electrical heating element
BR8100631A BR8100631A (pt) 1980-02-06 1981-02-03 Elemento de aquecimento eletrico
YU00280/81A YU28081A (en) 1980-02-06 1981-02-03 Electric heating element
CA000370122A CA1164030A (en) 1980-02-06 1981-02-04 Electrical heating element
ES499136A ES8205491A1 (es) 1980-02-06 1981-02-05 Procedimiento para preparar un elemento de calefaccion electrica tubular.
JP1674681A JPS56136490A (en) 1980-02-06 1981-02-06 Electric heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8000970A SE447271B (sv) 1980-02-06 1980-02-06 Elektriskt vermeelement med ett motstandselement - bestaende av en fe-cr-al-legering - som er inbeddat i en isolerande massa av mgo

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8000970L SE8000970L (sv) 1981-08-07
SE447271B true SE447271B (sv) 1986-11-03

Family

ID=20340193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8000970A SE447271B (sv) 1980-02-06 1980-02-06 Elektriskt vermeelement med ett motstandselement - bestaende av en fe-cr-al-legering - som er inbeddat i en isolerande massa av mgo

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4376245A (sv)
EP (1) EP0034133A1 (sv)
JP (1) JPS56136490A (sv)
BR (1) BR8100631A (sv)
CA (1) CA1164030A (sv)
ES (1) ES8205491A1 (sv)
SE (1) SE447271B (sv)
YU (1) YU28081A (sv)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982004172A1 (en) * 1981-05-19 1982-11-25 Naruo Noboru A shielded heating element
US4661169A (en) * 1982-04-12 1987-04-28 Allegheny Ludlum Corporation Producing an iron-chromium-aluminum alloy with an adherent textured aluminum oxide surface
US4414023A (en) * 1982-04-12 1983-11-08 Allegheny Ludlum Steel Corporation Iron-chromium-aluminum alloy and article and method therefor
DE3780082T2 (de) * 1986-04-21 1993-01-14 Kawasaki Steel Co Rostfreier chrom-aluminium-stahl mit hoher bestaendigkeit gegen oxydation und abblaetterung und folien aus chrom-aluminium-stahl fuer katalysatortraeger in katalytischen konvertern.
DE3668238D1 (de) * 1986-10-08 1990-02-15 Kurt Becker Verfahren und instrument zur ueberwachung des kuehlungszustandes in einem leichtwasserreaktor.
JPS63266044A (ja) * 1987-04-24 1988-11-02 Nippon Steel Corp 触媒担体用高Al圧延金属箔
DE68927391T2 (de) * 1988-07-26 1997-02-20 Kawasaki Steel Co Hochstrahlungsintensiver und hochkorrosionsfester Strahler im fernen Infrarotbereich und Verfahren zu seiner Herstellung
US5066852A (en) * 1990-09-17 1991-11-19 Teledyne Ind. Inc. Thermoplastic end seal for electric heating elements
US5578265A (en) * 1992-09-08 1996-11-26 Sandvik Ab Ferritic stainless steel alloy for use as catalytic converter material
JP3124506B2 (ja) * 1997-03-14 2001-01-15 白光株式会社 ヒータ・センサ複合体
DE10157749B4 (de) * 2001-04-26 2004-05-27 Thyssenkrupp Vdm Gmbh Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung
US7231787B2 (en) * 2002-03-20 2007-06-19 Guardian Industries Corp. Apparatus and method for bending and/or tempering glass
US6983104B2 (en) * 2002-03-20 2006-01-03 Guardian Industries Corp. Apparatus and method for bending and/or tempering glass
US8141249B2 (en) * 2007-10-11 2012-03-27 United Technologies Corporation Heat treating apparatus and method of using same
US10718527B2 (en) * 2016-01-06 2020-07-21 James William Masten, JR. Infrared radiant emitter

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE604201C (de) * 1928-01-14 1934-10-16 Siemens & Halske Akt Ges Elektrischer Widerstand, insbesondere Heizwiderstand
US2061370A (en) * 1934-01-18 1936-11-17 Rohn Wilhelm Heat resisting article
GB434849A (en) * 1934-08-04 1935-09-10 Hans Von Kantzow An improved electric heating resistance
CH346572A (de) * 1956-05-04 1960-05-31 Kanthal Ab Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung
US3027252A (en) * 1959-09-29 1962-03-27 Gen Electric Oxidation resistant iron-chromium alloy
SE327767B (sv) * 1964-02-07 1970-08-31 Kanthal Ab
US3298826A (en) * 1964-04-06 1967-01-17 Carl S Wukusick Embrittlement-resistant iron-chromium-aluminum-yttrium alloys
GB1184656A (en) * 1966-06-17 1970-03-18 Johnson Matthey Co Ltd Improvements in and relating to Self Regulating Heating Elements.
US3591365A (en) * 1969-01-16 1971-07-06 Santoku Metal Ind Heat resisting corrosion resisting iron chromium alloy
DE2625752A1 (de) * 1976-06-09 1977-12-15 Bulten Kanthal Gmbh Elektrisches widerstand-heizelement und verfahren zu seiner herstellung
GB1598827A (en) * 1977-03-31 1981-09-23 Atomic Energy Authority Uk Alloys
GB1604429A (en) * 1977-07-05 1981-12-09 Johnson Matthey Co Ltd Yttrium containing alloys
US4230489A (en) * 1978-04-28 1980-10-28 United Kingdom Atomic Energy Authority Alloys of Fe, Cr, Si, Y and Al
US4224736A (en) * 1978-08-07 1980-09-30 Esb Inc. Process for sealing electrochemical cells
JPS5576586A (en) * 1978-12-01 1980-06-09 Tokyo Shibaura Electric Co Heater

Also Published As

Publication number Publication date
BR8100631A (pt) 1981-08-18
EP0034133A1 (en) 1981-08-19
ES499136A0 (es) 1982-06-01
US4376245A (en) 1983-03-08
JPS56136490A (en) 1981-10-24
SE8000970L (sv) 1981-08-07
YU28081A (en) 1984-02-29
ES8205491A1 (es) 1982-06-01
CA1164030A (en) 1984-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE447271B (sv) Elektriskt vermeelement med ett motstandselement - bestaende av en fe-cr-al-legering - som er inbeddat i en isolerande massa av mgo
CA1301229C (en) Flexible, elongated positive temperature coefficient heating assembly and method
US4555358A (en) Electrically conductive sintered ceramics and ceramic heaters
US4845343A (en) Electrical devices comprising fabrics
HU225925B1 (en) Heating element with highly thermally conductive polymeric coating and method of manufacturing such a heating element
EP0475458B1 (en) Elongated parallel, constant wattage heating cable
EP1193446B1 (en) Glow plug
JP2961124B2 (ja) 正の温度係数を有する電気抵抗素子用の材料
US6144018A (en) Heating cable
US4309897A (en) Exhaust gas sensor seal and protection tube arrangement
GB1520502A (en) Thermistors having a positive temperature co-efficient of resistance
CA1283155C (en) Flexible, elongated thermistor heating cable
EP0160100A1 (en) Ptc heating wire
US4479026A (en) Measuring resistor for a noise thermometer
EP0046077B1 (en) Method of manufacture of carbon material
US819650A (en) Electric heater.
GB2236236A (en) Electric heating cable
GB2051322A (en) Electrical continuous flow water heater
CA1046369A (en) Internal combustion engine spark plug having composite electrode structure
US2414351A (en) Immersion heater
US3230492A (en) Electric heating elements
JP2712211B2 (ja) シーズ型グロープラグ
US5844467A (en) Low inductance shunt for current limiting polymer applications
Watson et al. Electrical Resistance Alloys
JPS57155025A (en) Quick heating type glow plug for diesel engine

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8000970-7

Effective date: 19880125

Format of ref document f/p: F