高温箱式电阻炉设计

高温箱式电阻炉设计高温箱式电阻炉高温箱式电阻炉一、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:

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高温箱式电阻炉表1金属电热元件的1200?箱式电阻炉的产品规格及技术参数最高工炉膛尺寸(长X宽炉温850?时的指标功率电压相型号作温度义高)(山山义山山义空炉损耗空炉升温最大装载数(kW)(V)(?)mm)功率(kW)时间(h)量(kg)650X300X250?7?3RX3-20-12203801120050950X450X350?13?3RX3-45-1245380312001001200X600X400?17?3RX3-65-1265380312002001500X750X450?20?4RX3-90-1290380312004001800X900X550?22?4RX3-115-1211538031200600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?时的指标工作电最高工炉膛尺寸(长X功率电压相型号压范围作温度宽X高)(山山空炉损耗空炉升温最大装数(kW)(V)(?)XmmXmm)功率(kW)时间(h)载量(kg)(V)520X220X89,215?5?2RX2-14-131438031350120220185,600X280X?7?2.5RX2-25-132538031350200405300260,810X550X?10?2.5RX2-37-133738031350500535370表3SX型实验用箱式电阻炉和电热元件的主要参数炉膛尺寸(长X宽额定功额定电压额定温度空炉损耗空炉升温型号X高)(mmXmm率(kW)(?)功率(kW)时间(min)(V)Xmm)0,360250X150X100?3.6?150SX-6-13613000,360400X200X160?5.5?180SX-10-131013000,75300X150X120?4.8?300SX-8-16816000,95400X200X160?6.5?330SX-12-16121600表4SX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)元件根数元件连接方式硅碳棒①14X150/①20X200SX-6-139Y硅碳棒①14X200/①22X200SX-10-1312Y二硅化钼棒300X150X6X40串联SX-8-1610二硅化钼棒300X180X6X40串联SX-12-16122高温箱式电阻炉表5SX2型实验用箱式电阻炉主要参数炉膛尺寸(长义空炉损额定功率额定电额定温空炉升温型号宽X高)(mmX耗功率(kW)压(V)度⑶时间(min)mmXmm)(kW)SX2-6-136250X150X100?2.4?7050,3601300SX2-10-1310400X200X160?3.4?90SX2-10-16103,75300X150X120?4.0?2201600SX2-14-16143,95400X200X160?4.8?250三、工业炉体外表面温度标准见表6所示:表6炉内温度(?)侧墙温度(?)炉顶(?)7006580900809011009510513001051201500120140四、电阻炉炉墙外表的最高允许温度见表7所示:表7名称最高允许温度(?)高温炉的侧墙、炉顶、后墙80中温及低温炉的侧墙、炉顶、后墙50高温炉的炉门100中温及低温炉的炉门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体积密度0.1MPa软重烧线变常温耐压热导率名称型号3化温度(?)化温度(?)(MPa)(W/m?K)(g/cm)粘土质隔热RGN-1.3~1.3~0.41320~11001350~11505~1.20.6~0.2耐火制品RGN-0.4高铝质隔热RLGT.0~1~0.41320~12001400~12504~10.5~0.2耐火制品RLG-0.4氧化铝质隔RYG-0.8~ 0.8~0.41500~14002~0.6热耐火制品RYG-0.43高温箱式电阻炉2、隔热耐火砖见表9所示:表9重烧线变体积密度0.1MPa软常温耐压热导率名称型号化,2%的3化温度(W/m?K)(g/cm)(MPa)温度(？)粘土质隔热耐NG135-1.3~1.3~0.4900〜15001350~11504.5~10.55~0.2火制品NG115-0.4普通高铝砖隔LG140-1.2~1.2~0.51400~12501400~12504.5~1.50.55~0.2热耐火制品LG125-0.5L硅藻土隔热制GG-0.7a~0.7~0.49009002.45~0.780.2~0.13品GG-0.43、氧化铝和氧化锆空心球及制品耐火材料见表10所示:表10常温耐压堆积密度长期使用热导率名称粒度(mm)3温度(?)(W/(m?K)))(MPa)(g/cm氧化铝空心球——0.65~0.9518000.2~5氧化铝空心球制品——3~121.2~1.617900.93~1.16氧化锆空心球——1.5~2.522000.5~0.24、耐火纤维及制品见表11所示:表113名称容重(g/cm)长期使用温度(?)热导率(W/(m?k))普通硅酸铝纤维0.08,0.110000.12普通硅酸铝纤维毡0.18,0.2210000.12高铝耐火纤维0.08,0.1——1200高铝耐火纤维毡0.3,0.412000.3氧化铝纤维0.08,0.114500.12~0.36混合纤维制品0.23,0.341250,13500.12,0.15普通硅酸铝纤维板0.3,0.3510000.1高铝纤维板0.4,0.4512000.094高温箱式电阻炉5、电阻炉用耐火材料见表12所示:表12电阻炉用耐火材料允许使用温3名称密度(g/cm)耐火度(?)主要用途度(?)耐火粘土砖1.8,1.91610,1730电阻炉的炉底用砖和负荷用砖1350轻质粘土砖1670,17101200?电阻炉的炉膛内层1.31300轻质或泡沫粘土砖1000?电阻炉炉膛内层，1200,1.016701250泡沫粘土砖2.6,0.81400?电阻炉砖体的中间层16701200高铝砖2.2,2.51750,17901300?以上电阻炉炉膛内层1500氧化铝和刚玉制品2.2,2.9,17801500,1700高温电阻炉用耐火零件1200?及以上电阻炉的炉底板，碳化硅制品2.3,2.61000,22001400,1500实验室用电炉的成型炉芯，其他炉用耐火零件石墨制品,3000高温电阻炉炉用耐火零件1.620006、电阻用保温材料见表13所示:表13电阻炉用保温材料密度最高使用名称主要用途3(g/cm)温度(?)硅藻土砖0.5,0.7900电阻炉保温层用砖电阻炉炉底、炉壳、炉顶等石棉板1.0,1.4600部分衬垫密封用材料矿渣棉0.15,0.25750电阻炉保温层填料玻璃棉0.02,0.2450低温电阻炉保温层填料蛭石0.08,0.171100电阻炉保温层填料膨胀珍珠岩散料0.04,0.12800电阻炉保温层填料膨胀珍珠岩砖0.2,0.35600电阻炉保温层用砖六、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)2S:炉膛内表面积(m)2K:炉膛内表面积功率系数(kW/m)SK：安全系数K=1.2,1.3，取K=1.2PsKKsSKsS,,,,,1.2(kW)K的取值见表14所示：S5高温箱式电阻炉表14，s2KkWm/炉膛最高工作温度(?)，s4004~77006~10100010~15120015~20135015~20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3V:炉膛容积(m)2Kv:炉膛容积功率系数(kW/m)32(kW)PvKvV,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电安装功率炉箱式炉井式炉台车式炉2(kW/m)炉温(?)65050-7590-15095080-13090-120130-1601200130-180110-150——1350140-1903、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),

2F:炉膛内表面积（m）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。1.55t,,,0.50.9kW,,,,PdF,,,,1000,,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：6高温箱式电阻炉国V善相III r」mJ J***（ ^TJ3T3曰二二3/VJ3T3曰二二3/V「--I一TMm5TT-4/"+J'-4TTT二二二二图2电阻炉功率计算列线图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。点，连接C线的对应点与。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。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(?)400450500550600650700750800上限77.588.48.99.51010.611.42KskWm(/)TOC\o"1-5"\h\z下限44.2 4.54.86.2 5.56 6.6 8.2上限50 53 56 60 64 68 73 78 84 2 KvkWm(/)下限35 36 38 40 43 46 49 53 56上限— — — — — — — — —d下限—————————7高温箱式电阻炉表17炉温(?)850900950100010501100115012001250上限12.413.214.21516.117.318.920.221.92KskWm(/)下限7.98.69.21010.91212.91415.2上限89971041131211291381481592KvkWm(/)下限61657075808592100106上限———23.824.525.225.926.727.5d下限———14.514.915.516.216.917.7表18炉温(?)130013501400145015001550160016501700上限——24.126.62931.5343739.5422KskWm(/)下限16.517.919.521.223.125.728.43133.5上限——1731902062302572873253572KvkWm(/)下限113123132146161179199222249上限——28.429.230.331.532.834.135.336.5d下限18.619.720.722.123.525.126.628.029.4八、说明1、用电热合金做发热体时，尽量把发热体截面选大一些，以延长发热体的寿命。2、当电炉功率大于10kW时，尽量选用三相电源。3、为了节省能源，尽量选用热导率小的保温材料做炉衬，各层炉衬的实际工作温度要小于该炉衬的最高允许温度。KsKv九、选、、d为不同值来计算电炉的安装功率示例1、01，02，03重烧炉表19铭牌炉膛炉膛炉膛最高空炉升炉膛内炉膛容电炉型号功率长宽高炉温温时间面积积23t(?)(kW)a(m)b(m)c(m)(h)S(m)V(m)01重烧炉130.320.320.216503.670.45040.0198402重烧炉250.530.320.216503.670.67920.0339203重烧炉320.630.320.2516503.670.87820.05048高温箱式电阻炉表20变压器一二棒热棒冷热端棒数棒直径冷端总电炉型号次电压(V)电端长端长总长量长(mm)(mm)流(A)(mm)(mm)(mm)380/4601重烧炉691702500.36850.534.2/282380/7802重烧炉1091702500.36850.565.7/320380/11503重烧炉1292202500.46850.584/280表2101重烧炉02重烧炉03重烧炉系计算功系计算功系计算功率KsKKsKKsKVVV222222(kW/m)(kW/m)数d率p(kW)(kW/m)(kW/m)数d率p(kW)(kW/m)(kW/m)数dp(kW)—————————31.416.9731.425.5931.433.09—————————3518.923528.533536.88————————25518.6925526.7225534.79————————30021.9930031.4430040.93————————32723.6932734.2732744.62———————————2514.832521.462527.04———————————3017.793025.753032.45———————————3520.763530.043537.86———————————4023.724038.184043.272、01，02，03重烧炉和高温抗折炉表22铭炉膛炉膛炉膛内空炉升牌炉膛高炉膛容积工作温电炉型号长宽面积温时间3功度(?)c(m)V(m)2a(m)b(m)S(m)(h)率01重烧130.310.320.20.45040.019843.67165002重烧250.530.320.20.67920.033923.671650183.35183.35表表2403重烧320.630.320.250.87820.05043.671650抗折1400?250.640.250.220.71160.03523.161400抗折1600?250.640.250.220.71160.03523.8316009高温箱式电阻炉表23电炉型选选选选选选计算计算计算计算计算计算号Ks1Ks2Kv1Kddppppppv212s1s2v1v2d1d22425175180222312.9713.5112.8313.1913.0513.6401重烧——————3123028131313.13031235240293024.4525.2724.6225.1524.8925.7502重烧3235300340212426.0828.5331.4435.6318.0320.603030.5230235293031.6232.1431.3832.0631.3732.4503重烧3235300340212433.7236.8840.9316.3922.7225.962929.52302353333.524.7625.1924.7025.2424.6825.05抗折1400?2124170190212417.9320.4918.2620.4115.7017.95293023023529.83024.7625.6224.7025.2424.9025.06抗折1600?3134280310212426.4729.0330.0733.3017.5420.05本公司的数据————————————29~31230~24028~33.5范围3、计算01，02，03重烧炉和高温抗折炉一支发热体的参数见表24所示:,9/170/250热端长:0.3685m冷端长:0.5m炉温(?)12001300140014501500155016001650查表允许电流I(A)370306271260251231200147从曲线查得热端U(V/m)2318.516.616.415.714.712.79.71从曲线查得冷端U(V/m)2.252.12221.91.751.631.252计算热端压降U(V)8.4711.810.6010.4710.029.388.106.1911计算冷端压降U(V)1.151.06110.950.870.810.6221计算总压降U=U+U(V)9.6212.8611.6011.4710.9710.258.916.8111212.883.86计算1根功率P=UI(kW)3.142.982.752.371.781.00(I=300A)(I=300A)01重烧炉(6支)功率(kW)17.2823.2818.8417.8816.5014.2210.686.00铭牌功率13kW02重烧炉(10支)功率(kW)28.838.631.429.827.523.717.810铭牌功率25kW高温抗折炉(10支)功(kW)28.838.631.429.827.523.717.810铭牌功率25kW10高温箱式电阻炉4、由资料的参数来求电炉的安装功率见表25、表26所示:表25空炉曲线查得曲线查额定炉膛长炉膛内计算得的电炉功率升温炉膛容表面系数得容积系温度义宽义表面积安装功率3型号时间(kW))Ks积V(m系数Kv数d2(?)高(m)S(m)(kW)22(h)(kW/m)(kW/m)16121.916121.9111122.64.200.003751192.871433.45SX2-0.25X0.1613001.170.1551854.476—135X0.12024.8832=0v205.56256.95.024137308.34359.73187.6022.69.550.01281196.511437.82SX2-0.4X0.21013001.50.35218510.1210-13X0.163