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自從發(fā)現電流的熱效應(即楞茨-焦耳定律)以后,電熱法首先用于家用電器,后來又用箱式電阻爐于實驗室小電爐。
隨著鎳鉻合金的發(fā)明,到20世紀20年代,電阻爐已在工業(yè)上得到廣泛應用。工業(yè)上用的電阻爐一般由電熱元件、砌體、金屬殼體、爐門、爐用機械和電氣控制系統等組成。
加熱功率從不足一千瓦到數千千瓦。工作溫度在 650℃以下的為低溫爐;650~1000℃為中溫爐;1000℃以上為高溫爐。
按電熱產生方式,電阻爐分為直接加熱和間接加熱兩種。
直接加熱電阻爐指電流直接通過被加熱的材料,使其本身產生熱能。常用于碳質電極的石 墨化、難熔金屬的致密燒結等。
在直接加熱電阻爐中,電流直接通過物料,因電熱功率集中在物料本身,所以物料加熱很快,適用于要求快速加熱的工藝,例如鍛造坯料的加熱。
這種電阻爐可以把物料加熱到很高的溫度,例如碳素材料石墨化電爐,能把物料加熱到超過2500□。
直接加熱電阻爐可作成真空電阻加熱爐或通保護氣體電阻加熱爐,在粉末冶金中,常用于燒結鎢、鉭、鈮等制品。
采用這種爐子加熱時應注意:①為使物料加熱均勻,要求物料各部位的導電截面和電導率一致;②由于物料自身電阻相當小,為達到所需的電熱功率,工作電流相當大,因此送電電極和物料接觸要好,以免起電弧燒損物料,而且送電母線的電阻要小,以減少電路損失;③在供交流電時,要合理配置短網,以免感抗過大而使功率因數過低。
電阻爐的功率是根據電阻爐的熱平衡原則確定的,通過熱平衡計算,可以比較準確地算立式管式電阻爐出電阻爐的功率。
電爐所需的功率應包括爐子蓄熱,工件加熱需要熱量、工件保溫需要的熱量、氣氛裂解所需的熱量,熱損失等。
其中爐子蓄熱由電爐的規(guī)格、構造和主要尺寸、爐襯厚度,材料導熱系數決定。一般地說,爐子越大,爐子蓄熱越大,反之亦然。