电阻炉基础知识

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* 工业电阻炉可分为几类？
工业电阻炉分二类，周期式作业炉和连续式作业炉。
周期式作业炉分为：
箱式炉、密封箱式炉，井式炉，钟罩炉，台车炉，倾倒式滚筒炉。
连续式作业炉分为：
窑车式炉，推杆式炉，辊底炉，振底炉，转底炉，步进式炉，牵引式炉，连续式滚筒炉，传送带式炉等。
其中传送带式炉可分为：
有网带式炉、冲压链板式炉、铸链板式炉等。

* 感应炉的可分为几类？　
有心感应炉－通过铁芯构成的闭合回路，将电能传到金属液，所以炉子的功率因素较高
工频感应炉－直接使用工业频率50－60HZ
无心感应炉　　中频感应炉－有变频装置
高频感应炉－有变频装置

* 试述电阻炉和火焰炉的性能比较，并按温度将电阻炉进行分类，并叙述热能运动机理
电阻炉以电为热源，与火焰炉比较热效率高，可高出50－80℅。温度易控，劳动条件好，炉体寿命长，但耗电大。
炉温高于1000℃，为高温电阻炉；
炉温650∽1000℃，为中温电阻炉；
炉温低于650℃，为低温电阻炉。
高温电阻炉：一般采有辐射传热，以辐射传热为主。650℃以下的电阻炉，以对流传热为主，靠热空气进行加热，即空气循电阻炉。

* 电阻炉设计额定功率偏差有什么要求？
电阻炉功率偏差规定为：
对于镍铬合金Cr20Ni80，铁铬铝0Cr25Al5等电阻温率系数不大的金属加热元电阻炉应在0∽10℅范围内。
对于硅碳棒SiC、硅钼棒MoSi2、钼Mo、钨W等电阻温率系数较大的金属加热元电阻炉应在±10℅范围内。

* 常用的加热元件有几种？
常用的加热元件有几种？
加热元件有金属加热元件和非金属加热元件二类。
金属加热元件有：镍铬合金Cr20Ni80，铁铬铝0Cr25Al5，金属铂Pt、钼Mo、钨W、钽Ta。
非金属加热元件有：硅碳棒SiC、硅钼棒MoSi2、石墨C等。

* 试述镍铬合金Cr20Ni80、铁铬铝0Cr25Al5、硅碳棒SiC性能　　
①镍铬合金Cr20Ni80：抗氧化性能强，在加热时表面生成一层Cr2O3薄膜，保护内部合金不受氧化，具有良好的加工性能，易于拉拔成丝或绕制。抗渗碳性能差。由于含镍，成本较高，一般尽量少用。
②铁铬铝0Cr25Al5：抗高温性能强，具有良好的抗氧化性能，加热后，表面生成一层高熔点的Al2O3保护薄膜，具有较强的抗渗碳性。不含镍成本低，得到广泛使用。缺点：金加工性差，质地坚硬。
③碳化硅电热体即硅碳棒SiC：使用温度高，能耐急冷急热，高温不易变形。碳化硅的使用寿命，一般用这本身的电阻增加到原来四倍的时间来表示。此时，即使碳化硅不断，也认为其使用寿命至此结束。　

* 试述管状电热元件的构造和性能
管状电热元件：以金属管为外壳，合金电热丝作发热体，在一端或二端具有引出棒，在金属管内填装密实的氧化镁粉末绝缘介质以固定发热体的电热元件。管状电热元件外壳材料有：T4，170℃；铝合金，200℃；10号钢，500℃；1Cr18Ni9Ti，600℃。
日用管状电热元件的表面负荷指：发热表面上单位面积的额定功率。单位：W/cm²。发热发表指：发热长度上金属管表面。
日用管状电热元件的寿命不应小于3000h。

* 试述管状电热元件JGQ1-220/2.2的涵意
J:大类代号：电加热元件;
G:小类代号：管状;
Q:加热介质为空气。另外：Y-为油；S-水；X-硝盐液；J-碱液；M-金属模具。
1：设计序号；
220/2.2:电压220V,功率2.2Kw。

* 什么是远红外加热？
在辐射加热中，当辐射源的波长与被加热物的波长相一致，被加热物吸收大量的红外能。从而改变和加剧其分子运动，达到发热和升温的作用。这就是匹配吸收原理。远红外加热就是根据匹配吸收原理和利用辐射加热技术获得的一种加热方式。


* 举二种远红外辐射元件，并叙述其结构
远红外辐射元件有碳化硅板、氧化镁管等。
碳化硅板：由天然或人造的单晶体粉状SiC加入粘土烧结而成，表面涂有辐射涂料，是一种良好的远红外辐射材料。（单晶体：内部的晶格位向完全一致的晶体叫单晶体）
氧化镁管： 金属电热管采用适宜直径、长度的金属管，有的选用1Cr18Ni9Ti, Ф18不锈钢管，根据辐射器的额定功率绕制电热丝，装入金属管内填以氧化镁粉。其内表涂有辐射涂料。
辐射涂料有：锆钛系ZrO2加TiO2等。   

* 试述电阻炉功率是怎样确定的
电阻炉的功率是根据电阻炉的热平衡原则确定的，通过热平衡计算，可以比较精确地算出电阻炉的功率。电炉所需的功率应包括炉子蓄热，工件加热需要热量、工件保温需要的热量、气氛裂解所需的热量，热损失等。
其中炉子蓄热由电炉的规格、构造和主要尺寸、炉衬厚度，材料导热系数决定。一般地说，炉子越大，炉子蓄热越大，反之亦然。
工件加热需要热量、工件保温需要的热量由炉子的产量、工件的性质和规格尺寸、工作温度、时间决定。炉子的产量越大，功率越大，反之亦然。
气氛裂解所需的热量，由气氛的性质决定。
热损失的热量，包括进料口部位、落料口部位的散热和其它部位的辐射损失等。
炉子功率计算有利用热平衡原则确下的理论计算法、经验计算法。理论计算法，主要参数是产量、温度、升温时间。经验计算法常用三种：根据炉膛容积和工作温度计算功率或根据炉膛内表面积和工作温度计算功率或根据相同品种的炉子产量的类比推算功率。一般计算功率，经一种方法为主，以另一种或二种方法验算并进行修正。
功率确定之后，根据电阻炉的分区情况，进行功率分配，选定加热元件的形式，选用材料，计算其参数，包括冷态电阻、电源电压、线径、长度。
具体选材料要考虑材料的抗氧化性、抗高温性、抗渗碳性、加工艺性，表面负荷等。带状加热元件承受的表面负荷比丝状加热元件大一点，最高可增加50℅。

* 试述电热设备产品检验项目的分类
电热设备检验分为生产过程检验、出厂检验、型式试验三类。
电热设备在生产过程中要进行原材料采购检验、零件、部件、装配检验。在电热设备出厂前，要进行出厂检验或者型式试验。
所有的电热产品，都得进行出厂检验。出厂检验的目的在于检验电热设备产品的设计、加工、安全、包装等是否满足产品标准和订货合同的要求。对于新产品，则应进行型式试验。

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*　电热设备出厂检测项目有哪些？
一般检查，主要尺寸、涂漆的检查；
电热体冷态直流电阻的检验-直流双臂电桥；
运动机构动作及运转情况的冷态检验；
水路、气路的检验；
电路试验，包括绝缘电阻的测量，联锁报警系统的检测；
配套件的检验，包括外购配套件的型号、规格、原制造厂的合格证件等检验；
供货范围，包括出厂技术文件完整性的检验；
包装检验。

*　电热设备型式试验检测项目有哪些？
除了所有的出厂检验项目，包括：主要尺寸、涂漆、电热体冷态直流电阻、运动机构、水路、气路、电路、配套件、出厂技术文件等外，还应包括以下各项：
额定功率的检测－在额定电压下，当炉温达到额定温度的瞬间，用功率表检测额定功率。
空炉升温时间的检测；
空炉能耗的检测；
最高工作温度的测量；
炉温均匀度的检测；
炉温稳定度的检测；
表面温升的检测；
运动机构运转或动作情况的热态检验；
生产率的测量。

* 试述传送带式炉的工作机理
传送带式炉通过一条首尾声相接的与炉底平行的传送带将工件送入炉内，按一定的速度通过炉内加热区，完成热处理工艺过程，然后送出炉外，或落入淬火槽中进行淬火。传送带可以是各种形式的网带，或者由钢板冲压成形的冲压链带，也可以是铸造成形的铸链带。因此传送带式炉又分为网带炉、冲压链带炉、铸链带炉。

* 试述电阻炉的加热机理
电阻炉以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比，热效率高，可达50－80℅，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，适用于要求较严的工件的加热，但耗电费用高。
按传热方式，电阻炉分为辐射式电阻炉和对流式电阻炉。辐射式电阻炉以辐射传热为主，对流传热作用较小；对流式电阻炉以对流传热为主，通常称为空气循环电阻炉，靠热空气进行加热，炉温多低于650℃。

* 试述盐浴炉的加热原理
将低电压交流电通过电极导入具有一定电阻的盐浴内。盐浴是发热体又是加热工件的介质。工件浸入盐浴中，盐浴对工件以传导和对流方式进行加热。由于磁场的作用，盐浴激烈地循环翻动，不仅加热速度快，而且温度也比较均匀。由于工件始终在盐浴中加热，出炉时工件表面又附有一层盐膜，防止氧化和脱碳。盐浴会蒸发，故要定期添加新盐，添加脱氧剂，定期清除残渣。盐浴炉的缺点是，一盐浴蒸汽有害人体健康，要设排烟罩；二，由于炉子敞开工作，热损失大。

* 试述辊底炉的工作机理
辊底炉是贯通式炉，其炉床由许多根辊子组成。辊子可以是实心的棒，也可以是空心的辊子。它们的外径都相同，相互平行，相互间间距相等，排列在同一水平面内，形成一个炉床平面。中小型零件装在料盘的料筐中，有些大零件不用料筐，放置在料盘上，或直接放在辊子上。料盘放在辊子上。辊子转动时带动料盘或工件移动。辊子穿过炉衬和炉壳，由炉壳外的密封轴承支承。辊子端有链轮，如果辊子间距比较大，则每两个辊子相互传动；如果辊子间距比较小，则采用一条链带带动多只链轮。辊底炉也是无马弗炉，因为辊子穿过马弗其密封无法解决。炉子按控制气氛炉设计制造。辊底炉各区段的中的辊子的转动速度可以独立控制，可使得各区段的移动速度可以不相同。

* 试述等离子炉的工作机理
等离子炉有等离子多用冶金炉、等离子樊烧炉等多种类型。
等离子多用冶金炉以等离子流为热源的冶金炉，等离子流具有电弧稳定，热量高度集中，可达非常高温度的特点。
等离子樊烧炉（电浆熔融炉）：高温熔融分解有害性、毒性、酸碱性、感染性等有机废弃物，于炉内底部形成玻璃浆，熔融使无机性废弃物玻璃化。

* 试述振底炉的工作机理
振底炉是一种连续式作业炉，依靠炉底的振动输送工件。其传动特点是通过驱动机构使炉子加速前进，当速成度达到一定值时，急骤减速，甚至突然停止运动，致使炉底上的零件借用于运动的惯性，克服物料与炉底的磨擦力向前滑动一定的距离，炉底又返回原位置。这样由于炉底的周期性往复运动，而使物料在炉底上脉动地向前移动。振底炉不适用于杆件和较复杂的零件的加热。

* 试述台车炉的工作机理
台车炉是属于周期式作业炉，炉膛不分区域。台车炉的结构：炉底为一可移动的台车。加热前，台车在炉外装料，加热件放在专用的垫铁上，然后由牵引机构将台车拉入炉内进行加热，加热之后再由牵引机构将台车拉出炉外卸料，之后或用吊车将加热的工件吊到锻压设备上进行加工。

* 试述电孤炉的电孤机理
电孤炉是利用电孤产生的热来熔炼金属和非金属材料的一种电炉。假如有两根靠得很近、中间隔开一定间隙的电极，通电时就会产生耀眼的白色火光。这种火光就叫电孤。电孤是电流通过气体时产生的一种放电现象。电孤的温度高达5000℃以上。

* 试述井式炉结构。
井式炉是周期式作业炉，适用于杆类，长轴类零件的热处理。井式炉的结构是：炉身是圆筒形的深井，工件由专用吊车垂直装入炉内加热。所使用的燃料通常为煤气和燃油。以电为热源时，称为井式电阻炉。井式炉一般安置在车间地平面以下，也有安置在地平面以上的，或地平面之上之下各一半的。井式炉的名称有：强迫对流井式炉，自然对流井式炉，井式气体渗碳炉等。

* 电阻炉设计中对炉衬用材原则和砌筑的要求？
电阻炉炉衬各层所用的材料应按可靠耐用、热损失小、避免优材劣用等要求，根据其使用条件合理选择。
炉内与渗碳气氛直接接触的炉衬内层，其Fe2O3含量应小于1℅，也即内层纤维用抗渗质、内层型砖用抗渗砖，抗渗砖产品纯度好，Fe2O3含量应小于1℅。
关于砖砌炉衬
砖砌炉衬的灰缝厚度应符合以下要求：
对于自然气氛电阻炉：炉顶灰缝不大于1.5mm,炉墙灰缝不大于2mm，炉底灰缝不大于3mm。对于控制气扮氛电阻炉，各处灰缝不大于1mm。
所用的灰浆的材质应与所粘接的耐火砖材质相适应。工业电阻炉的耐火砖砌体中应留有膨胀缝。
在砖砌炉衬中不得使用粉末状、碎片状或颗粒状绝缘材料，但用于填充砌体中缝隙者除外。
关于耐火纤维炉衬
炉衬接缝应互相错至少100 mm。为了减少收缩，炉衬材料应经预压缩。

* 怎样设计炉衬、选用筑炉材料和叙述筑炉材料的成分的性能
　炉衬设计除了要遵守炉衬用材的原则和炉衬的砌筑要求外，要考虑强度、保温性和热损失。
　筑炉材料包括耐火材料、保温材料和耐热钢构件。耐火材料包括粘土砖、高铝砖、耐火混凝土等，保温材料包括硅藻土砖、澎胀珍珠岩、蛭石等，耐火纤维是一种新型的耐火保温材料。
  耐火材料中Al2O3决定材料的耐火温度，其含量高，耐温高。耐火材料中的Fe2O3是一种有害的成分。它与气氛中的H2和CO等还原性气体接触时，可使Fe2O3还原为金属铁。铁的密度大于氧化铁，体积必发生变化，导致砌体疏松、破裂。因此耐火材料生产时要控制各成分的组成。

* 粘土砖分几类？有何区别？适用于什么炉型？
粘土砖有粘土质粘土砖和高铝质粘土砖二类。粘土质粘土砖Al2O3≥35℅，Fe2O3≤1.5℅；高铝质粘土砖含Al2O3≥48℅，Fe2O3≤1.5℅。高铝质砖比粘土质砖性能好，比重大。同比重的高铝质粘土砖比粘土质粘土砖耐压高，耐温高，导热系数小。
一般来讲，低温炉用粘土质制品，中温炉用高铝质制品，炉温在1000℃以上用Al2O3制品。

* 耐火砖的性能有何特点？
　一般同样成分的耐火砖的性能是：比重大，组织致密，耐压，耐高温性强，保温性差。

* 针刺毯有几类？含锆纤维有什么特点？
纤维一般可分为：普通针刺毯、高纯针刺毯、高铝针刺毯、含锆纤维四类。
　由于各类纤维的组成不同，各种材料的使用温度也不同。　普通针刺毯：1000℃以下；
　高纯针刺毯：1100℃以下；高铝针刺毯：1200℃以下；含锆（Zr）纤维：1300℃以下。
含锆纤维：锆是一种化学元素Zr，从上可以看出，含锆纤维比其它纤维耐高温。例如：　含锆纤维还具有抗氧化、抗渗碳的作用。

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* 电阻炉设计要搜集哪些原始资料
要搜集如下资料：
①　炉子的用途。
②　炉子的产量。工件的规格，形状、大小。
③　生产方式，是间隙作业还是连续作业。　　
④　热处理工艺规程等资料。
⑤　工作介质，控制气氛的种类。
和用户洽谈的技术协议。

* 说说炉子设计的步骤
①　搜集原始资料，炉子的用途、产量、生产方式、控制气氛、工作介质等。
②　选择炉型，要考虑技术先进，节能、环保、结构现代化。维护方便，实用美观，可靠耐用，安全经济等电炉设计的原则。
③　炉膛尺寸的确定。
④　炉子结构的设计，包括炉衬、炉顶、炉门、炉壳、传动机构、管路等设计。
⑤　炉子的热平衡－功率的计算和分配。　加热方式、电热体材料的选择、在炉膛内的布置。变压器的设计和选用。
⑥　绘制电炉总图，相关部分会审通过后，绘制部件图、零件图，编写设计文件，说明书、计算书、材料表和外购件清单。
　设备制造、调试总结，修改，定型。

* 试述炉窑设计和改造的原则
炉窑改造的原则是：
节能、环保、结构现代化。
维护方便，实用美观，可靠耐用，安全经济。
炉窑设计的原则：
节能、环保、结构现代化。
② 维护方便，实用美观，可靠耐用，安全经济。
③ 按电炉标准及相关的基础标准设计。
电炉标准方面，如电源的电压、频率，炉衬的设计等；在相关的基础标准方面，如机械制图、公差与配合、形状和位置公差、表面粗糙度要符合国家标准标注，机械电器方面的配套件要符合有关标准，紧固件、轴承、电器方面的继电器、接触器等要按标准选项取。

* 电炉的设计中，对电源的选择有何要求？
电源的选择在相关的电炉标准中有明确规定。电源的选择是：电阻炉应在50HZ三相四线380V交流电网下设计。额定功率小于5Kw的电阻炉，用单相220V电源，额定功率大于30Kw的电阻炉用三相380V电源，两者之间，单相、三相均可。控制电源不超过220V。

* 电热设备的配管颜色
上、下水管道：绿色；
液压管道：棕黑色；
空气管道：深蓝色；
水蒸汽管道：白色；
可燃或有毒气体、液体管道：黄色
不可燃或无毒气体、液体管道：黑色