自从发现电流的热效应(即楞茨-焦耳定律)以后,电热法首先用于家用电器,后来又用箱式电阻炉于实验室小电炉。
随着镍铬合金的发明,到20世纪20年代,电阻炉已在工业上得到广泛应用。工业上用的电阻炉一般由电热元件、砌体、金属壳体、炉门、炉用机械和电气控制系统等组成。
加热功率从不足一千瓦到数千千瓦。工作温度在 650℃以下的为低温炉;650~1000℃为中温炉;1000℃以上为高温炉。
按电热产生方式,电阻炉分为直接加热和间接加热两种。
直接加热电阻炉指电流直接通过被加热的材料,使其本身产生热能。常用于碳质电极的石 墨化、难熔金属的致密烧结等。
在直接加热电阻炉中,电流直接通过物料,因电热功率集中在物料本身,所以物料加热很快,适用于要求快速加热的工艺,例如锻造坯料的加热。
这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度,例如碳素材料石墨化电炉,能把物料加热到超过2500□。
间接电阻炉是电源接在加热元件或其他导电介质(如熔融金属盐)上,使加热元件或导电介质产生电阻热,通过热的传导、对流、辐射使炉料间接得到加热的电阻炉。
大部分电阻炉是间接加热电阻炉,其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体,称为电热体,由它把热能传给炉中物料。
这种电炉炉壳用钢板制成,炉膛砌衬耐火材料,内放物料。常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒。
对炉体外露、温度有急剧变化和活动的部分,如炉门、炉门拱等,应采取以下方法:砌炉时兑高模数水玻璃,增加烧结后的炉门、炉口整体性,并在其外漏部分用高温粘合剂粘贴上耐火纤维毡条(根据对炉子气氛的影响和炉子的工作温度选择粘合剂和耐火纤维种类)。
如果炉墙是用两种或两种以上的砖砌筑时,当墙的每一种砖单独砌,则犹如一组单墙。经过多次加热和冷却,不同种砖砌的炉墙易分离。
为保持炉墙的整体性和稳固性,采取每隔5~8层,在砌砖层高度相同重合的地方,内外墙互相拉固的砌筑法,即将耐火砖的一半插入另一砖层中,或用金属锚固件固定。
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