电炉
电炉(electric furnace)是指引利用电热效应供热的工业电炉和家用电炉。工业电炉又分为电阻炉、感应炉两种,随着现代工业技术的发展感应炉成为电炉中最为节能的电转换加热方式,广泛应用家庭、医药、化工、冶金、等多个领域。电炉具有快速加热、容易控制温度、热效率高等特点。
基本信息
- 中文名
电炉
- 外文名
Electric furnace
- 能量转换
热能←电能
历史发展
据《 2013-2017年中国烘炉、熔炉及电炉制造行业产销需求与转型升级分析报告》 数据显示,2010年,中国制造业占全球制造业产出的19.8%,略高于美国的19.4%,居世界第一。中国制造业的快速发展带动了中国烘炉、熔炉和电炉制造行业的发展。据国家统计局数据统计,2010年全国烘炉、熔炉及电炉制造行业规模以上企业增加至308家,实现工业总产值162.88亿元,同比增长30.79%;实现销售收入163.87亿元,同比增长32.63%;实现利润总额10.43亿元,同比增长79.17%。
如今,中国机械工业70%的零件需要进行热处理,汽车、拖拉机工业70%-80%的零部件需要进行热处理加工,工具、刃具和轴承产品则100%需要进行热处理,一些民用轻工金属制品的使用寿命,绝大部分也依靠热处理得到提高。同时,紧固件行业、轴承行业、链条行业、工具行业、汽车、拖拉机、摩托车零部件行业都是靠热处理质量的提高来提升竞争实力,随着中国工业的不断发展,近十年内中国每年将新增40-50万吨热加工量,另外国内很大部分烘炉、熔炉和电炉设备的陈旧、落后,将趋向淘汰更新,中国对热加工设备的需求十分强劲,中国烘炉、熔炉及电炉的发展前景看好。前瞻网预计,未来几年,中国烘炉、熔炉及电炉制造行业将继续保持增长态势,增长率保持在20%左右,2011年行业市场规模将达到近200亿元,2015年将达到400多亿元。
电炉优点
电炉 是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉,同燃料炉比较,电炉的优点有:炉内气氛容易控制,甚至可抽成真空;物料加热快,加热温度高,温度容易控制;生产过程较易实现机械化和自动化;劳动卫生条件好;热效率高;产品质量好;且更加环保对与日趋严重的环境问题是一个很好的产品等。冶金工业上电炉主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理。19世纪末出现了工业规模的电炉,20世纪50年代以来,由于对高级冶金产品需求的增长和电费随电力工业的发展而下降,电炉在冶金炉设备中的比额逐年上升。电炉可分为电阻炉、感应炉(神光电炉)、电弧炉、等离子炉、电子束炉等。
种类介绍
电阻炉
以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。按电热产生方式,电阻炉分为直接加热和间接加热两种。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℃。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉,在粉末冶金中,常用于烧结钨、钽、铌等制品。采用这种炉子加热时应注意:
①为使物料加热均匀,要求物料各部位的导电截面和电导率一致;
②由于物料自身电阻相当小,为达到所需的电热功率,工作电流相当大,因此送电电极和物料接触要好,以免起电弧烧损物料,而且送电母线的电阻要小,以减少电路损失;
③在供交流电时,要合理配置短网,以免感抗过大而使功率因数过低。电阻炉热效益不高时他的一个缺点。
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(图1 间接加热电阻炉)。
这种电炉炉壳用钢板制成,炉膛砌衬耐火材料如陶瓷纤维,内放物料。
最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,硅碳棒、二硼化锆陶瓷复合发热体。根据需要,炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏,必要时配置可调节电压的中间变压器。小型炉(<10千瓦)单相供电,大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料,宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉,多数装置鼓风机,以强化炉内传热,保证均匀加热。用于熔化易熔金属(铅、铅铋合金、铝和镁及其合金等)的电阻炉,可做成坩埚炉;或做成有熔池的反射炉,在炉顶上装设电热体。电渣炉是由溶渣实现电热转变的电阻炉(见电渣重熔)。