優(yōu)點(diǎn)

同燃料爐比較，電爐的優(yōu)點(diǎn)有：爐內(nèi)氣氛容易控制，甚至可抽成真空；物料加熱快，加熱溫度高，溫度容易控制；生產(chǎn)過(guò)程較易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；勞動(dòng)衛(wèi)生條件好；熱效率高；產(chǎn)品質(zhì)量好；且更加環(huán)保對(duì)與日趨嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題是一個(gè)很好的產(chǎn)品等。冶金工業(yè)上電爐主要用于鋼鐵、鐵合金、有色金屬等的熔煉、加熱和熱處理。19世紀(jì)末出現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的電爐，20世紀(jì)50年代以來(lái)，由于對(duì)高級(jí)冶金產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)和電費(fèi)隨電力工業(yè)的發(fā)展而下降，電爐在冶金爐設(shè)備中的比額逐年上升。電爐可分為電阻爐、 感應(yīng)爐（神光電爐）、 電弧爐、等離子爐、電子束爐等。

電阻爐

以電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的焦耳熱為熱源的電爐。按電熱產(chǎn)生方式，電阻爐分為直接加熱和間接加熱兩種。在直接加熱電阻爐中，電流直接通過(guò)物料，因電熱功率集中在物料本身，所以物料加熱很快，適用于要求快速加熱的工藝，例如鍛造坯料的加熱。這種電阻爐可以把物料加熱到很高的溫度，例如碳素材料石墨化電爐，能把物料加熱到超過(guò)2500℃。直接加熱電阻爐可作成真空電阻加熱爐或通保護(hù)氣體電阻加熱爐，在粉末冶金中，常用于燒結(jié)鎢、鉭、鈮等制品。采用這種爐子加熱時(shí)應(yīng)注意：①為使物料加熱均勻，要求物料各部位的導(dǎo)電截面和電導(dǎo)率一致；②由于物料自身電阻相當(dāng)小，為達(dá)到所需的電熱功率，工作電流相當(dāng)大，因此送電電極和物料接觸要好，以免起電弧燒損物料，而且送電母線的電阻要小，以減少電路損失；③在供交流電時(shí)，要合理配置短網(wǎng)，以免感抗過(guò)大而使功率因數(shù)過(guò)低。電阻爐熱效益不高時(shí)他的一個(gè)缺點(diǎn)。

大部分電阻爐是間接加熱電阻爐，其中裝有專(zhuān)門(mén)用來(lái)實(shí)現(xiàn)電-熱轉(zhuǎn)變的電阻體，稱(chēng)為電熱體，由它把熱能傳給爐中物料（圖1 間接加熱電阻爐）。

這種電爐爐殼用鋼板制成，爐膛砌襯耐火材料，內(nèi)放物料。最常用的電熱體是鐵鉻鋁電熱體、鎳鉻電熱體、碳化硅棒和二硅化鉬棒。根據(jù)需要，爐內(nèi)氣氛可以是普通氣氛、保護(hù)氣氛或真空。一般電源電壓220伏或380伏，必要時(shí)配置可調(diào)節(jié)電壓的中間變壓器。小型爐（<10千瓦）單相供電，大型爐三相供電。對(duì)于品種單一、批料量大的物料，宜采用連續(xù)式爐加熱。爐溫低于700□的電阻爐，多數(shù)裝置鼓風(fēng)機(jī)，以強(qiáng)化爐內(nèi)傳熱，保證均勻加熱。用于熔化易熔金屬（鉛、鉛鉍合金、鋁和鎂及其合金等）的電阻爐，可做成坩堝爐；或做成有熔池的反射爐，在爐頂上裝設(shè)電熱體。電渣爐是由溶渣實(shí)現(xiàn)電熱轉(zhuǎn)變的電阻爐（見(jiàn)電渣重熔）。

感應(yīng)爐

利用物料的感應(yīng)電熱效應(yīng)而使物料加熱或熔化的電爐。感應(yīng)爐的基本部件是用紫銅管繞制的感應(yīng)圈。感應(yīng)圈兩端加交流電壓，產(chǎn)生交變的電磁場(chǎng)，導(dǎo)電的物料放在感應(yīng)圈中，因電磁感應(yīng)在物料中產(chǎn)生渦流，受電阻作用而使電能轉(zhuǎn)變成熱能來(lái)加熱物料；所以，也可認(rèn)為感應(yīng)電熱是一種直接加熱式電阻電熱。國(guó)內(nèi)知名生產(chǎn)商河北恒遠(yuǎn)電爐制造有限公司等

感應(yīng)電熱的特點(diǎn)是在被加熱物料中轉(zhuǎn)變的電熱功率（電流分布）很不均勻，表面******，中心最小，稱(chēng)為趨膚效應(yīng)。為了提高感應(yīng)加熱的電熱效率，供電頻率要合宜，小型熔煉爐或?qū)ξ锪系谋砻婕訜岵捎酶哳l電，大型熔煉爐或?qū)ξ锪仙钔讣訜岵捎弥蓄l或工頻電。感應(yīng)圈是電感量相當(dāng)大的負(fù)載，其功率因數(shù)一般很低。為了提高功率因數(shù)，感應(yīng)圈一般并聯(lián)中頻或高頻電容器，稱(chēng)為諧振電容。感應(yīng)圈和物料之間的間隙要小，感應(yīng)圈宜用方形紫銅管制作，管內(nèi)通水冷卻，感應(yīng)圈的匝間間隙要盡量小，絕緣要好。感應(yīng)加熱裝置，主要用于鋼、銅、鋁和鋅等的加熱及熔鑄，加熱快，燒損少，機(jī)械化和自動(dòng)化程度高，適合配置在自動(dòng)作業(yè)線上。

感應(yīng)爐系列加熱爐特點(diǎn)

加熱速度快、生產(chǎn)效率高、氧化脫炭少、節(jié)省材料與鍛模成本

由于中頻感應(yīng)加熱的原理為電磁感應(yīng)，其熱量在工件內(nèi)自身產(chǎn)生，普通工人用中頻電爐上班后十分鐘即可進(jìn)行鍛造任務(wù)的連續(xù)工作，不需燒爐專(zhuān)業(yè)工人提前進(jìn)行燒爐和封爐工作。不必?fù)?dān)心由于停電或設(shè)備故障引起的煤爐已加熱坯料的浪費(fèi)現(xiàn)象。由于該加熱方式升溫速度快，所以氧化極少，每噸鍛件和燒煤爐相比至少節(jié)約鋼材原材料20-50千克，其材料利用率可達(dá)95%。由于該加熱方式加熱均勻，芯表溫差極小，所以在鍛造方面還大大的增加了鍛模的壽命，鍛件表面的粗糙度也小于50um。

工作環(huán)境優(yōu)越、提高工人勞動(dòng)環(huán)境和公司形象、無(wú)污染、低耗能

感應(yīng)加熱爐與煤爐相比，，工人不會(huì)再受炎炎烈日下煤爐的烘烤與煙熏，更可達(dá)到環(huán)保部門(mén)的各項(xiàng)指標(biāo)要求，同時(shí)樹(shù)立公司外在形象與鍛造業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。感應(yīng)加熱是電加熱爐中最節(jié)能的加熱方式由室溫加熱到1100℃的噸鍛件耗電量小于360度。

加熱均勻，芯表溫差極小，溫控精度高

感應(yīng)加熱其熱量在工件內(nèi)自身產(chǎn)生所以加熱均勻，芯表溫差極小。應(yīng)用溫控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精確控制提高產(chǎn)品質(zhì)量和合格率。

感應(yīng)爐的結(jié)構(gòu)

感應(yīng)加熱爐具有體積小，重量輕、效率高、熱加工質(zhì)量?jī)?yōu)及有利環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)正迅速淘汰燃煤爐、燃?xì)鉅t、燃油爐及普通電阻爐，是新一代的金屬加熱設(shè)備。

工業(yè)上應(yīng)用的感應(yīng)熔化爐有坩堝爐（無(wú)芯感應(yīng)爐）和熔溝爐（有芯感應(yīng)爐），見(jiàn)圖2感應(yīng)爐爐體結(jié)構(gòu)示意。坩堝用耐火材料或鋼制成，容量從幾公斤到幾十噸。其熔煉特點(diǎn)是坩堝中熔體受電動(dòng)力作用，迫使熔池液面凸起，熔體自液面中心流向四周而引起循環(huán)流動(dòng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為電動(dòng)效應(yīng)，可使熔體成分均勻，缺點(diǎn)是爐渣偏向周邊，覆蓋性差。與熔溝爐比較，坩堝爐操作靈活，熔煉溫度高，但功率因數(shù)低，電耗較高。熔溝爐的感應(yīng)器由鐵芯、感應(yīng)圈和熔溝爐襯組成，熔溝為一條或兩條帶狀環(huán)形溝，其中充滿(mǎn)與熔池相聯(lián)通的熔體。在原理上，可以把熔溝爐看作是次級(jí)只有一匝線圈而且短路的鐵芯變壓器。感應(yīng)電流在熔溝熔體中流動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)電熱轉(zhuǎn)變。

生產(chǎn)中，每爐金屬熔煉完畢后，不能把熔池放空，不然容易干枯，一定要保留一部分熔體作為下一爐的起熔體。熔溝溫度比熔池高，又承受熔體流動(dòng)的沖刷，所以熔溝爐襯容易損壞，為便于維修，現(xiàn)代爐子的感應(yīng)器制成便于更換的裝配件。熔溝爐的容量從幾百公斤到百余噸。熔溝爐供工頻電，由于有用硅鋼片制作的鐵芯作磁通路，電效率和功率因數(shù)都很高。熔溝爐主要用于鑄鐵、銅、鋅、黃銅等的熔化，還可作為混熔滬，用來(lái)貯存和加熱熔體。

電弧爐

利用電弧熱效應(yīng)熔煉金屬和其他物料的電爐（圖3電弧爐類(lèi)型）。按加熱方式分為三種類(lèi)型：①間接加熱電弧爐。電弧在兩電極之間產(chǎn)生，不接觸物料

，靠熱輻射加熱物料。這種爐子噪聲大，效率低，漸被淘汰。②直接加熱電弧爐。電弧在電極與物料之間產(chǎn)生，直接加熱物料；煉鋼三相電弧爐是最常用的直接加熱電弧爐（見(jiàn)電弧爐煉鋼）。③埋弧電爐，亦稱(chēng)還原電爐或礦熱電爐。電極一端埋入料層，在料層內(nèi)形成電弧并利用料層自身的電阻發(fā)熱加熱物料；常用于冶煉鐵合金（見(jiàn)鐵合金電爐），熔煉冰鎳、冰銅（見(jiàn)鎳、銅），以及生產(chǎn)電石（碳化鈣）等。

真空電弧爐

是在抽真空的爐體中用電弧直接加熱熔煉金屬的電爐。爐內(nèi)氣體稀薄，主要靠被熔金屬的蒸氣發(fā)生電弧，為使電弧穩(wěn)定，一般供直流電。按照熔煉特點(diǎn)，分為金屬重熔爐和澆鑄爐。按照熔煉過(guò)程中電極是否消耗（熔化），分為自耗爐和非自耗爐，工業(yè)上應(yīng)用的大多數(shù)是自耗爐。真空電弧爐用于熔煉特殊鋼、活潑的和難熔的金屬如鈦、鉬、鈮（見(jiàn)真空冶金）。

電弧電熱可以認(rèn)為是弧阻電熱。電弧（弧阻）穩(wěn)定是爐子正常生產(chǎn)的必要條件。交流電弧爐通常采用工頻電，為使電弧穩(wěn)定，爐子供電電路中要有適當(dāng)?shù)母锌梗谴嬖诟锌箷?huì)降低功率因數(shù)和電效率。降低電流頻率是發(fā)展交流電弧爐的途徑。弧阻阻值相當(dāng)小，為獲得必要的熱量，爐子需要相當(dāng)大的工作電流，因此爐子短網(wǎng)的電阻要盡量小，以免電路損耗過(guò)大。對(duì)于三相電弧爐，要使三相的阻抗接近一致，以免三相負(fù)荷不平衡。

等離子爐

利用工作氣體被電離時(shí)產(chǎn)生的等離子體來(lái)進(jìn)行加熱或熔煉的電爐。產(chǎn)生等離子體的裝置，通常叫作等離子槍?zhuān)须娀〉入x子槍和高頻感應(yīng)等離子槍兩類(lèi)。把工作氣體通入等離子槍中，槍中有產(chǎn)生電弧或高頻（5～20兆赫）電場(chǎng)的裝置，工作氣體受作用后電離，生成由電子、正離子以及氣體原子和分子混合組成的等離子體。等離

子體從等離子槍噴口噴出后，形成高速高溫的等離子弧焰，溫度比一般電弧高得多。最常用的工作氣體是氬，它是單原子氣體，容易電離，而且是惰性氣體，可以保護(hù)物料。工作溫度可高達(dá)20000□；用于熔煉特殊鋼、鈦和鈦合金、超導(dǎo)材料等。爐型有配置水冷銅結(jié)晶器爐、 中空陰極式爐、 配置感應(yīng)加熱的等離子爐、有耐火材料爐襯的等離子爐等（見(jiàn)等離子冶金）。

電子束爐

用高速電子轟擊物料使之加熱熔化的電爐（圖4電子束爐示意）。在真空爐殼內(nèi)，用通低壓電的燈絲加熱陰極，使之發(fā)射電子，電子束受加速陽(yáng)極的高壓電場(chǎng)的作用而加速運(yùn)動(dòng)，轟擊位于陽(yáng)極的金屬物料，使電能轉(zhuǎn)變成熱能。因?yàn)殡娮邮山?jīng)電磁聚焦裝置高度密集，所以可在物料受轟擊的部位產(chǎn)生很高的溫度。電子束爐用于熔煉特殊鋼、難熔和活潑金屬。

工業(yè)上用的電爐分類(lèi)為兩類(lèi)：周期式作業(yè)爐和連續(xù)式作業(yè)爐。

周期式作業(yè)爐分為：箱式爐、密封箱式爐，井式爐，鐘罩爐，臺(tái)車(chē)爐，傾倒式滾筒爐。

連續(xù)式作業(yè)爐分為：窯車(chē)式爐，推桿式爐，輥底爐，振底爐，轉(zhuǎn)底爐，步進(jìn)式爐，牽引式爐，連續(xù)式滾筒爐，傳送帶式爐等。其中傳送帶式爐可分為：有網(wǎng)帶式爐、沖壓鏈板式爐、鑄鏈板式爐等...

電熱爐

電熱爐可使用金屬發(fā)熱體或非金屬發(fā)熱體來(lái)產(chǎn)生熱源，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，用途十分廣泛是它的主要特色，可廣泛應(yīng)用於退火、正常化、淬火、回火、滲碳及滲碳氮化等。主要的金屬發(fā)熱體包括ni-cr電熱線（最常見(jiàn)，******用至1200℃）、mo-si合金及w、mo等純金屬；非金屬發(fā)熱體包括sic（最常見(jiàn)，******可加熱至1600℃）、lacro3及石墨棒（真空或保護(hù)氣氛下可加熱至2000℃）。

（1） 電爐具有的優(yōu)點(diǎn)

1） 與燃料爐相比容易得到高溫。

2） 可從材料內(nèi)部加熱使其升溫。

3） 便于在可控氣氛爐和真空爐中使用。

4） 電爐沒(méi)有燃料爐的排煙熱損失，所以熱效率高。

5） 容易控制溫度，便于遙控、細(xì)調(diào)。

6） 能進(jìn)行快速加熱。

7） 操作性能好，不污染環(huán)境。

（2） 電爐存在的缺點(diǎn)

1） 需要增加配電設(shè)備費(fèi)用。

2） 電力成本高。

3） 電阻加熱溫度超過(guò)1000℃時(shí)，耐火材料有可能導(dǎo)電，需要注意絕緣問(wèn)題。

主要種類(lèi)

1． 工業(yè)爐

工業(yè)爐：分為電爐和燃燒爐（狹義的工業(yè)爐指燃燒爐）

2． 主要產(chǎn)品

七大類(lèi)：電阻爐、感應(yīng)爐、真空爐、電子束爐、熱處理（或熔煉）機(jī)組、熱處理輔助設(shè)備、燃燒爐。

三． 電阻爐：三大部件：加熱器、爐襯、耐熱構(gòu)件

1． 分為周期式及連續(xù)式兩大類(lèi)

2． 周期式爐的特征：

a． 爐料同時(shí)加入同時(shí)取出

b． 加熱時(shí)爐料基本不動(dòng)（特殊情況除外：如滾筒爐，輥底爐）

c． 工作區(qū)內(nèi)力求溫度均勻

3． 周期式電阻爐

a． 箱式爐

b． 臺(tái)車(chē)爐（分為自行式和牽引式），用作退火之用，加熱后工件隨爐冷卻

c． 井式爐

d． 罩式爐（主要用于退火，加熱罩可吊移）

e． 底升式罩式爐（罩子固定，升降底座，適用于大型爐子）

f． 轉(zhuǎn)筒式爐

g． 密封箱式爐（又稱(chēng)為多用爐，可進(jìn)行滲碳、光潔淬火、碳氮共滲等熱處理工藝。采用輻射管加熱，輻射管是由耐火陶瓷盤(pán)固定的電阻絲裝于一個(gè)密封耐熱鋼管中，這樣的結(jié)構(gòu)使?fàn)t內(nèi)氣氛對(duì)加熱元件不會(huì)有影響）

4． 連續(xù)式電阻爐

a． 推送式爐

b． 傳送帶式爐

c． 網(wǎng)帶爐（適用于薄小零件的退火、燒結(jié)、釬焊及固溶處理。結(jié)構(gòu)類(lèi)似傳送帶式爐）

d． 連續(xù)式轉(zhuǎn)筒爐

e． 輥底爐（料盤(pán)在輥?zhàn)由线\(yùn)動(dòng)）

f． 轉(zhuǎn)底爐

電爐變壓器

電爐變壓器是指專(zhuān)為各種電爐提供電源的變壓器。工業(yè)用電爐變壓器大致可分為3類(lèi)：電阻爐變壓器、電弧爐變壓器和感應(yīng)爐變壓器。

電阻爐變壓器用于機(jī)械零件加熱、熱處理、粉末冶金燒結(jié)、有色金屬熔煉等的電阻爐和鹽浴爐。由于其發(fā)熱體的電阻太小，或者在升溫過(guò)程中發(fā)熱體電阻的變化太大，所以需要在爐子和電力網(wǎng)之間配備一臺(tái)電阻爐變壓器，以降低和調(diào)節(jié)電爐的輸入電壓。

電弧爐變壓器 給用于鋼鐵冶煉的電弧爐供電的專(zhuān)用變壓器。容量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求較高。其副邊電壓低，一般從數(shù)十伏到數(shù)百伏，并要求能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；副邊電流往往達(dá)數(shù)千至數(shù)萬(wàn)安。此外在鋼鐵冶煉中，熔化期需要功率大，要求變壓器能在2小時(shí)內(nèi)有20%的過(guò)載能力。在煉鋼過(guò)程中，由于爐料的倒塌容易造成電極短路，所以電弧爐變壓器的原邊應(yīng)串入限流電抗器，或使其具有較大的阻抗，以限制短路電流。

感應(yīng)爐變壓器 用于熔化黑色和有色金屬的感應(yīng)爐，實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)特殊的電爐變壓器。變壓器原繞組連接電源，副繞組實(shí)際上只有一匝，它就是裝在熔化槽內(nèi)的熔化金屬。當(dāng)原繞組通有電流時(shí)，副繞組就產(chǎn)生感應(yīng)電流，在槽中流通，從而發(fā)出熱量，使金屬熔化。

電爐結(jié)構(gòu)

整套電爐設(shè)備包含中頻電源柜，補(bǔ)償電容，爐體（兩個(gè)）及水冷電纜、減速機(jī)。爐體由爐殼、感應(yīng)圈、爐襯、傾爐減速箱等四個(gè)部分組成，爐殼用非磁性材料制成，感應(yīng)線圈是由矩形空心管制成的螺旋狀筒體，熔煉時(shí)管內(nèi)通冷卻水。線圈引出銅排與水冷電纜連通，爐襯緊靠感應(yīng)圈，由石英砂打?qū)崯Y(jié)而成，爐體的傾動(dòng)由傾爐減速箱直接轉(zhuǎn)動(dòng)。傾爐減速箱系二級(jí)渦輪變速，自鎖性能好，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，出現(xiàn)緊急斷電時(shí)看收工傾爐，避免危險(xiǎn)。可以通過(guò)選爐開(kāi)關(guān)對(duì)兩臺(tái)爐體的傾爐減速箱電動(dòng)機(jī)的控制進(jìn)行選擇，帶有四芯橡皮線的開(kāi)關(guān)盒能使操作者站在合適位置對(duì)爐體的傾動(dòng)，復(fù)位進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。

電爐操作規(guī)程

1、操作人員必須了解以下幾點(diǎn)：

a、電爐及其輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能。

b、配電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的布置及安全裝置的位置等。

c、操作工藝和安全操作規(guī)程。

2、運(yùn)行前準(zhǔn)備工作檢查

a、設(shè)備的電源是否正常，是否有斷相、短路或裸線等情況。

b、檢查接地裝置接線處的接觸是否良好。

c、檢查加熱元件是否有損壞的地方，各連接處的接觸是否良好，有否與爐體及罩殼相接觸的地方。

d、檢查溫控系統(tǒng)是否有不正常的現(xiàn)象。

e、檢查爐門(mén)升降、臺(tái)車(chē)進(jìn)出運(yùn)行是否正常。

3、帶有腐蝕性、揮發(fā)性、爆炸性氣體的工件嚴(yán)禁進(jìn)入爐體加工，以免影響加熱元件和耐火材料使用壽命及引起爆炸等事故。

4、電爐不得超溫運(yùn)行，否則會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命。

5、工件均勻堆放，離加熱元件應(yīng)在100-150mm左右。

6、氧化皮太多的工件進(jìn)爐前需清除，可用鋼絲刷刷下。

7、嚴(yán)禁野蠻操作，工件應(yīng)輕放，避免沖擊。

8、電爐使用時(shí)操作人員不得擅自離開(kāi)崗位，必須隨時(shí)注意電爐的工作狀況是否正常，

9、電爐在進(jìn)行裝卸工件時(shí)，必須先切斷加熱元件電源，以保證操作人員的安全。

10、爐膛的氧化物（包括電爐絲下）應(yīng)經(jīng)常清理，至少每周一次或五爐次一次。爐底板下可用壓縮空氣吹。

11、電阻絲如經(jīng)使用后，就不得碰撞拗折，以免斷裂。

12、電爐電動(dòng)機(jī)需定期檢查，添加潤(rùn)滑油等，注意使用安全。

13、定期檢查加熱元件的使用情況。加熱元件經(jīng)短期使用后便不得拗折、碰撞。如尚未嚴(yán)重腐蝕而折斷時(shí)，可用與電爐絲相同的材料（或電爐絲本身）作為焊條，采用乙炔氣進(jìn)行加熱焊接，焊條采用50%白云粉末混合而成，若加熱元件嚴(yán)重腐蝕不能使用時(shí)，則應(yīng)另行更換。

14、定期校驗(yàn)儀表、熱電偶的偏差情況，防止因儀表、熱電偶的誤差造成測(cè)溫不正確而影響產(chǎn)品質(zhì)量。