空氣電阻爐設(shè)計

第四章空氣電阻爐

4-1粉末冶金電阻爐簡介

電阻爐：采用電熱元件將電能轉(zhuǎn)換成熱能以加熱工件的設(shè)備電阻爐的結(jié)構(gòu)：1、爐體：電熱元件、爐膛、爐襯爐殼2、供電及電氣控制系統(tǒng)：電閘、變壓器、調(diào)壓器、測溫及自動控制儀表等3、輔助機(jī)械系統(tǒng)：爐門機(jī)構(gòu)、推舟（料）機(jī)構(gòu)、供氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、供壓系統(tǒng)等電阻爐的主要參數(shù)：額定電壓、功率、額定溫度、爐膛空間尺寸等常用粉末冶金電阻爐分類第四章空氣電阻爐

4-2粉末冶金電阻爐設(shè)計程序一、設(shè)計的原始資料二、電阻爐的設(shè)計步驟：1、設(shè)計任務(wù)書的要求爐子的用途、加熱工藝圖和溫度偏差、零件尺寸、零件重量、生產(chǎn)率、工作介質(zhì)等2、參考資料3、定型設(shè)計：按圖紙加工、安裝調(diào)試，定型1、方案設(shè)計：調(diào)研確定爐體結(jié)構(gòu)確定加熱功率輔助系統(tǒng)設(shè)計電氣控制系統(tǒng)設(shè)計2、技術(shù)設(shè)計：成套設(shè)備圖紙、使用說明書和安裝圖，總的技術(shù)驗收條件第四章空氣電阻爐

4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)----導(dǎo)熱穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱基本公式：多層壁導(dǎo)熱情形：各類材料的導(dǎo)熱系數(shù)的差異：金屬：2～360Kcar/m.K.h；耐火保溫材料：0.02~2.5Kcar/m.K.h;氣體：0.05~0.5Kcar/m.K.h;4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)

多層平壁導(dǎo)熱穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱基本公式：4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)

多層圓筒壁導(dǎo)熱示意圖穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱基本公式：圓拱導(dǎo)熱：4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)

空心球的導(dǎo)熱穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱基本公式：球拱導(dǎo)熱：4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)

穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計算步驟采用先假定，后驗證的方法計算1、先確定多層壁的材料、幾何尺寸、和熱面t1、冷面溫度tn+1；2、然后假定中間各層壁面溫度ti

,再查出相應(yīng)層材料在此溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，帶入相應(yīng)的導(dǎo)熱公式，計算熱流；3、用計算得到的熱流值代入傳熱公式，檢驗各層壁面溫度是否滿足誤差要求（兩者相差在5%以內(nèi)即可）各壁面溫度的計算公式：4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)----輻射換熱幾種特殊情形下的輻射換熱計算1、當(dāng)兩輻射面面積相等，又很接近時2、當(dāng)一個表面F1包圍另一個表面F24-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)----輻射換熱幾種特殊情形下的輻射換熱計算3、有隔熱屏的情形1）ε隔=ε1=ε2=ε：2）ε1=ε2

≠

ε隔：4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)----輻射換熱幾種特殊情形下的輻射換熱計算4、n個彼此平行且很近的表面間的輻射換熱4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)----對流放熱對流放熱的一般表達(dá)式入口處流體與壁面溫差；出口處流體與壁面溫差4-3傳熱學(xué)基礎(chǔ)----爐內(nèi)綜合傳熱爐內(nèi)對流與輻射都存在時的穩(wěn)態(tài)綜合傳熱爐壁穩(wěn)態(tài)綜合傳熱4-4電熱體材料一、電熱體材料的選擇條件與分類1、電熱體材料的選擇條件1）比電阻和電阻溫度系數(shù)小2）熔點高3）高溫下的化學(xué)穩(wěn)定5）熱膨脹系數(shù)小4）足夠的高溫機(jī)械強(qiáng)度6）價格低廉，加工性能好2、電熱體的分類1)金屬純金屬：鉬、鎢合金：鎳鉻合金、鐵鉻鋁合金2）非金屬硅碳棒、硅鉬棒、石墨4-4電熱體材料二、普通電熱體材料的特性1、鐵鉻鋁電熱體1）適合在氧化或中性氣氛中使用，在含碳、氮氣氛中易滲碳、滲氮，高溫預(yù)氧化處理能獲得致密的氧化膜，延長使用壽命；2）高溫下（＞1000℃）晶粒易長大，脆性增加；3）工作溫度高（1200～1300℃），比電阻大，電阻溫度系數(shù)小；4）能與氧化鋁、氧化鎂耐火材料直接接觸，高等級的粘土亦可，要避免與氧化硅，含氧化鐵的石棉、礦渣棉。水玻璃等直接接觸；2、鎳鉻電熱體1）適合在氧化或中性氣氛中使用；2）晶粒長大傾向小，韌性優(yōu)于鐵鉻鋁；3）使用溫度一般低于1000℃4）適用的耐火材料與鐵鉻鋁相似；5）價格比鐵鉻鋁貴；4-4電熱體材料二、普通電熱體材料的特性3、鎢和鉬1）熔點及使用溫度高2）抗氧化能力差3）電阻溫度系數(shù)大，需調(diào)壓供電；5）易與石墨、酸性或堿性耐火材料反應(yīng)（鎢3410℃/2000～2500℃，鉬2630℃/1600℃

）在400～500℃的空氣中劇烈氧化成粉末，在保護(hù)氣氛下使用4）晶粒易長大，變脆；4-4電熱體材料二、普通電熱體材料的特性4、硅碳棒和硅鉬棒1）

陶瓷脆性發(fā)熱體，工作溫度高，避免低溫長期使用；2）表面氧化形成保護(hù)膜，適合于在空氣中使用；3）硅鉬棒的電阻率比硅碳棒?。?）硅碳棒使用是存在老化現(xiàn)象；替換性比硅鉬棒差；（硅碳棒：1400℃左右，硅鉬棒：1600℃左右

）硅碳棒的電阻隨溫度增加先將后增，硅鉬棒則單調(diào)增加4）電阻溫度系數(shù)大，使用中需調(diào)壓，且電阻隨溫度變化規(guī)律不同；6）加工困難，一般為棒狀和U型棒狀；4-4電熱體材料二、普通電熱體材料的特性5、石墨電熱體1）