中温箱式电阻炉的性能试验与应用

中温箱式电阻炉的性能试验与应用

箱式电阻炉—引言自2000年以来，该工厂已对广泛使用的箱式电阻炉进行了改进试验，并采取了综合节能措施，开发出新的节能中温箱式电阻炉。从试验和生产应用来看，各方面的性能指标是比较高的，取得了较为满意的效果。1全纤维能源电阻炉的主要结构特点对于箱式电阻炉，其节能途径主要有：增强炉体的密封性，减少热量流失。改善电热元件的散热条件，提高升温速度。1.1大量热量沿炉门数字渗透膜泄漏箱式炉炉体密封的薄弱环节是炉门。旧式箱式炉炉门大都采用铸体。不仅重，而且密封不严，造成大量热量沿炉门缝隙泄露。在节能箱式电阻炉的炉门设计上，采用全密封结构，炉门四周采用挤压密封，密封件采用耐火纤维封条。为保护封条，在前面板安装有炉门导轨。用楔型自重密封和手柄压紧密封相结合。实践证明，采用该种密封方式，结构简单，密封效果良好、维修方便。1.2改进炉型，提高炉力目前，大多数电阻炉的电热元件采用搁丝砖结构放置，由于搁丝砖的遮蔽作用，使电热元件的热量不能充分散发，因而会影响升温速度，同时会使得电热元件的温度过高，缩短炉丝寿命。为改善电热元件的散热条件，节能型电阻炉的电热元件采用悬挂式，炉丝呈螺旋状，心部穿有耐火套管，托管两端置于炉墙。采用这种悬挂方式，大大消除了遮蔽现象，提高了散热效果。测试和使用结果表明，全纤维节能型电阻炉不仅节电效果显著，同旧式箱式炉相比，改进炉型有以下特点：(1）升温速度快：图1为45kW节能型电炉和45kW轻质砖炉衬空炉(RX)升温曲线。表1为RXJ45-9全纤维节能型电阻炉和轻质耐火砖炉衬RX耗电对照表。表1数据表明：1）全纤维节能电炉升温速度提高1倍以上，空炉损耗降低70%，节电效果显著。2）由于升温时间缩短，有效工作时间相对增加，提高了生产率。3)炉温均匀性明显改善，旧型箱式炉炉口部分由于温度偏低而不能装件，而该炉型温度偏差不大，从而增加了炉膛有效使用面积。(2）保温性能好：全纤维节能型电阻炉不仅具有较快的升温速度，而且还具有良好的保温性能。图2为空炉升温至1050℃断电随温至400℃所需时间。试验条件：升温1050℃，停电降温至400℃需保温12h。从上述试验可见，节能炉的保温效果是好的。2硅酸铝纤维装置耐火纤维是一种新型耐火保温材料，有密度低、热导率低，耐高温等优点。被日益广泛应用于多种工业炉，成为行之有效的重要节能措施。2.1炉衬结构设计耐火纤维有的放在炉内当炉衬，有的放在外侧保温。模拟测试表明，耐火纤维放在热面做炉衬，可以充分发挥其耐高温，保温性能好等优点，尤其是对周期式炉，最为合适，同时由于耐火纤维热膨胀系数小，还能有效防止由于热振而使炉膛损坏。在炉衬设计上我们考虑用纤维棉制成一定厚度的耐火纤维制品，取代耐火砖。在不影响耐火纤维保温性能的前提下，大幅度提高耐火纤维的强度，将炉衬制成全纤维炉衬。2.2炉衬厚度的确定(1）炉衬结构：目前，炉衬耐火层大都采用标准砖，筑炉工作量较大，而且砖缝隙密封不严，使散热量增大，能耗增高。为此，我们对定型的箱式炉、台车炉、以及井式炉的改造采用大砌块结构。(2）炉衬厚度的确定：按稳态传热计算Q=F.λ.（T1-T2）/S。式中：Q—散热量，F—散热面积，S—炉墙厚度，T1—炉子内墙温度，T2—炉子外墙温度，λ—热导率。从上式可看出，通过炉墙的散热损失与热导率成正比，而与炉墙厚度成反比。全纤维炉衬的最佳厚度，要根据炉子的具体情况而定，一般来说，炉子温度高，使用时间长，应该选厚一些，但太厚不够经济；太薄，热损失大，节能效果差。(3）炉衬比重密度选择：根据硅酸铝耐火纤维密度与热导率，从强度和热导两方面考虑，耐火纤维炉衬的比重密度为0.45～0.55单位为宜。(4）耐火纤维炉衬的物理性能：耐火纤维炉衬的主要组成：硅酸铝耐火纤维，粘接剂和填料。制成的耐火纤维炉衬物理性能见表2。从测试结果看，用普通型耐火纤维来制造热处理炉衬，从性能上是可行的。3耐火纤维炉衬RXJ-45-9（耐火砖）炉衬价格大约为5400元，（按照现行市场价格）。而耐火纤维炉衬RXJ-45-9合计6500元（包括纤维炉衬、托棒、托砖）。从炉衬价格来看，全纤维炉衬比轻质砖炉衬多投入1100元。但由于升温和保温时间节电明显，很快可以收回全部投资。4．电弧显著，法治有优缺点(1）全