第五章 高温箱式电阻炉

3～75
三、工业炉体外表面温度标准见表6所示：
炉内温度(℃) 表6 侧墙温度(℃) 炉顶(℃)
700 900 1100 1300 1500
65 80 95 105 120
80 90 105 120 140
四、电阻炉炉墙外表的最高允许温度见表7所示：
表7 名称 高温炉的侧墙、炉顶、后墙 中温及低温炉的侧墙、炉顶、后 墙 高温炉的炉门 中温及低温炉的炉门 最高允许温度(℃)
炉膛最高工作温度(℃)
Ks(kW/m2) 4~7 6~10 10~15 15~20 15~20
400 700 1000 1200 1350
当炉膛尺寸大时，或者热损失大时，Ks取最大值。
2、由炉膛的容积来估算电炉的安装功率 Pv：电炉的安装功率 V：炉膛容积 (m3) Kv：炉膛容积功率系数 (kW/m2) (kW) Pv Kv 3 V 2
12.4 13.2 14.2 7.9 89 61 — — 8.6 97 65 — — 9.2 104 70 — —
Ks(kW/m2)
下限 上限
Kv(kW/m2)
下限 上限
d
下限
表18 炉温(℃) 1300 1350 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700
Ks(kW/m2)
1.55
(kW )
此公式对箱式炉和中高温井式炉比较准确。 上式也可用做图法来求得电炉的安装功率，见图2所示：
根据已知炉膛内表 面积、电炉最高工作 温度，空炉升温时间, 取d=32，作出图 2。 具体操作方法为：连 接A线对应点与D线对 应点，与E线相交于O 点，连接C线的对应 点与O点，其延长线 交B线于一点，此点 即为所求的电炉的安 装功率。此方法对箱 式炉和中高温井式炉 比较准确。
0.08～0.1 0.18～0.22 0.08～0.1 0.3～0.4 0.08～0.1 0.23～0.34 0.3～0.35 0.4～0.45
1000 1000 1200 1200 1450 1250～1350 1000 1200
0.12 0.12 —— 0.3 0.12~0.36 0.12～0.15 0.1 0.09
1.3~0.4
1320~1100 1350~1150
5~1.2
0.6~0.2
1~0.4
1320~1200 1400~1250
4~1
0.5~0.2
0.8~0.4
——
1500~1400
2~0.6
——
2、隔热耐火砖见表9所示：
表9 重烧线变 常温耐压 热导率 化＜2%的 (MPa) (W/m·K) 温度(℃)
空炉升 温时间 (min) ≤70 ≤90 ≤220 ≤250
SX2-6-13 SX2-10-13 SX2-10-16 SX2-14-16
6 10 10 14 50～360 1300
250×150×100 400×200×160 300×150×120 1600 3～95 400×200×160
≤2.4 ≤3.4 ≤4.0 ≤4.8
型号
额定功 额定电 率(kW) 压(V)
额定温 度(℃)
炉膛尺寸 空炉损耗 空炉升温 (长×宽×高) 功率(kW) 时间(min) (mm×mm×mm)
SX-6-13 SX-10-13 SX-8-16 SX-12-16
6 10 8 12
0～360 0～360 0～75 0～95
1300 1300 1600 1600
0.5～0.7 1.0～1.4 0.15～0.25 0.02～0.2 0.08～0.17 0.04～0.12 0.2～0.35
900 600 750 450 1100 800 600
六、电阻炉安装功率的估算 1、由炉膛内表面积来估算电炉的安装功率： Ps：电炉的安装功率 (kW) S：炉膛内表面积 (m2) KS：炉膛内表面积功率系数 (kW/m2) K：安全系数 K=1.2～1.3,取K=1.2 Ps=K·Ks·S=1.2Ks·S (kW) Ks的取值见表14所示： 表14
80 50 100 50~80
五、电炉用的耐火材料参数 1、 电阻炉用耐火制品见表8所示：
表8 热导率 体积密 0.1MPa软 重烧线变 常温耐 度(g/cm3) 化温度(℃) 化温度(℃) 压(MPa) (W/m·K)
名称
型号
粘土质隔热 RGN-1.3~ RGN-0.4 耐火制品 高铝质隔热 RLG-1.0~ RLG-0.4 耐火制品 氧化铝质隔 RYG-0.8~ 热耐火制品 RYG-0.4
名称
氧化铝空心球
——
0.65~0.95
1800
0.2~5
氧化铝空心球 制品
3~12
1.2~1.6
1790
0.93~1.16
——
氧化锆空心球
——
1.5~2.5
2200
0.5~0.2
4、 耐火纤维及制品见表11所示：
表11 名称 普通硅酸铝纤维 普通硅酸铝纤维毡 高铝耐火纤维 高铝耐火纤维毡 氧化铝纤维 混合纤维制品 普通硅酸铝纤维板 高铝纤维板 容重(g/cm3) 长期使用温度(℃) 热导率(W/(m·k))
1.2~0.5
1400~1250 1400~1250
4.5~1.5
0.55~0.2
0.7~0.4
900
900
2.45~0.78
0.2~0.13
3、 氧化铝和氧化锆空心球及制品耐火材料见表10所示：
表10 常温耐 堆积密度 压(MPa) (g/cm3) 长期使 用温度 (℃) 热导率 粒度(mm) (W/(m·K))
图2 电阻炉功率计算列线图
七、三个公式的系数选择范围见表16、表17和表18所示：
表16 炉温 (℃) 上限
400 7 4 50 35 — —
450 7.5 4.2 53 36 — —
500 8 4.5 56 38 — —
550 8.4 4.8 60 40 — —
600 8.9 6.2 64 43 — —
1-炉门 2-测温孔 3-炉壳 4-耐火层 5-保温层 6-硅碳棒 7-调压变压器
图1 非金属电热元件的高温箱式电阻炉的剖面结构
表1 金属电热元件的1200℃箱式电阻炉的产品规格及技术参数
炉温850℃时的指标 型号 功率 (kW) 电 压 (V) 最高工 炉膛尺寸 相 (长×宽×高) 作温度 数 (℃) (mm×mm×mm) 空炉损耗 空炉升温 最大装 功率(kW) 时间(h) 载量(kg) 1 3 3 3 1200 1200 1200 1200 650×300×250 950×450×350 1200×600×400 1500×750×450 ≤7 ≤13 ≤17 ≤20 ≤3 ≤3 ≤3 ≤4 50 100 200 400
名称
型号
体积密 0.1MPa软 度(g/cm3) 化温度
粘土质隔 NG135-1.3~ 热耐火制 NG115-0.4 品 普通高铝 砖隔热耐 火制品 硅藻土隔 热制品
1.3~0.4
900~1500
1350~1150
4.5~1
0. 55~0.2
LG140-1.2~ LG125-0.5L GG-0.7a~ GG-0.4
上限 下限 上限 下限 上限 下限
650 9.5 5.5 68 46 — —
700 10 6 73 49 — —
750 10.6 6.6 78 53 — —
800 11.4 8.2 84 56 — —
Ks(kW/m2)
下限 上限
Kv(kW/m2)
下限 上限
d
下限
表17 炉温 (℃) 上限
850
900
950
1000 1050 1100 1150 1200 1250 15 10 113 75 23.8 14.5 16.1 10.9 121 80 24.5 14.9 17.3 12 129 85 25.2 15.5 18.9 12.9 138 92 25.9 16.2 20.2 14 148 100 26.7 16.9 21.9 15.2 159 106 27.5 17.7
250×150×100 400×200×160 300×150×120 400×200×160
≤3.6 ≤5.5 ≤4.8 ≤6.5
≤150 ≤180 ≤300 ≤330
表4 SX型实验用箱式电阻炉配用的电热元件的主要参数 配用电热元件 型号 型号 元件尺寸(mm) Φ14×150/Φ20×200 Φ14×200/Φ22×200 300×150×6×40 300×180×6×40 元件根 数 元件连接方 式
RX214-13 RX225-13 RX237-13
14
380
89～215 185～ 405 260～ 535
3
1350
520×220×220
≤5
≤2
120
25
380
3
1350
600×280×300
≤7
≤2.5
200
37
380
3
1350
810×550×370
≤10
≤2.5
500
表3 SX型实验用箱式电阻炉和电热元件的主要参数
第五章 高温箱式电阻炉
一、特点 1、有较高的能量密度和温度。
2、能进行快速升温。 3、对温度及功率的控制比较容易。 4、对工件的加热均匀性好。 5、对被加热的工件污染小。 6、根据需要，炉内的气氛可以是真空或其他保护性气体。 7、操作方便、劳动条件好，对环境污染小。
二、箱式电阻炉和电热元件的主要参数 举例说明箱式电阻炉和电热元件的主要参数见图1、表1、表2、 表3、表4和表5所示：
3、由炉膛内表面积、炉温、空炉升温时间来估算电炉的安 装功率: P：电炉的安装功率 (kW) ：空炉升温时间 (h) F：炉膛内表面积 (m2) t：最高炉温 (℃) d：系数 当电炉热损失较大时，取d=30~35；热损失较小时，取 d=20~25。
P d
0.5
F
0.9
t 1000
5、电阻炉用耐火材料见表12所示：
表12 电阻炉用耐火材料
名称 耐火粘土砖 轻质粘土砖 轻质或泡沫粘 土砖 泡沫粘土砖 高铝砖 氧化铝和刚玉 制品 碳化硅制品 密度(g/cm3) 耐火度(℃) 允许使用 温度(℃) 主要用途 电阻炉的炉底用砖和负荷 用砖
1.8～1.9 1.3 1.0 2.6～0.8 2.2～2.5 2.2～2.9
SX-6-13 SX-10-13 SX-8-16 SX-12-16
硅碳棒 硅碳棒 二硅化钼棒 二硅化钼棒
9 12 10 12
Y Y
串联 串联
表5 SX2型实验用箱式电阻炉主要参数
型号
额定功 率(kW)
额定电 压(V)
额定温 度(℃)
炉膛尺寸 空炉损 (长×宽×高) 耗功率 (mm×mm×mm) (kW)
高温电阻炉用耐火零件
2.3～2.6 1.6
1000～2200
＞3000
1200℃及以上电阻炉的炉 底板，实验室用电炉的成 型炉芯，其他炉用耐火零 件
高温电阻炉炉用耐火零件
石墨制品
6、电阻用保温材料见表13所示：
表13 电阻炉用保温材料 名称 硅藻土砖 石棉板 矿渣棉 玻璃棉 蛭石 膨胀珍珠岩散料 膨胀珍珠岩砖 密度(g/cm3) 最高使用 温度(℃) 主要用途 电阻炉保温层用砖 电阻炉炉底、炉壳、炉顶 等部分衬垫密封用材料 电阻炉保温层填料 低温电阻炉保温层填料 电阻炉保温层填料 电阻炉保温层填料 电阻炉保温层用砖
RX3-20-12 RX3-45-12 RX3-65-12 RX3-90-12
20 45 65 90
380 380 380 380
RX3-115-12
115
380
3
1200
1800×900×550
≤22
≤4
600
表2 非金属电热元件的高温箱式电阻炉的产品规格及技术参数
炉温850℃时的指标 型号 功率 电压 (kW) (V) 工作电 压范围 (V) 相 数 最高 工作 温度 (℃) 炉膛尺寸 (长×宽×高) 空炉损 (mm×mm×mm) 耗功率 (kW) 空炉升 温时间 (h) 最大装 载量 (kg)
当炉膛容积小时，Kv取大值；升温速度快时Kv取大值。当炉膛 长度很长，宽度很窄，或高度很低时，Kv取大值。
表15 安装功率 电 (kW/m2 ) 炉 炉温(℃) 箱式炉 井式炉 台车式炉
650 950 1200 1350
50-75 80-130
90-150 90-120 130-160
130-180 110-150 140-190 ——
1610～1730 1670～17源自文库0 1670 1670 1750～1790
＞1780
1350 1300 1250 1200 1500 1500～ 1700 1400～ 1500 2000
1200℃电阻炉的炉膛内层 1000℃电阻炉炉膛内层， 1200～1400℃电阻炉砖体 的中间层 1300℃以上电阻炉炉膛内 层