中溫箱式電阻爐的性能試驗與應用

箱式電阻爐—引言自2000年以來，該工廠已對廣泛使用的箱式電阻爐進行了改進試驗，并采取了綜合節(jié)能措施，開發(fā)出新的節(jié)能中溫箱式電阻爐。從試驗和生產應用來看，各方面的性能指標是比較高的，取得了較為滿意的效果。1全纖維能源電阻爐的主要結構特點對于箱式電阻爐，其節(jié)能途徑主要有：增強爐體的密封性，減少熱量流失。改善電熱元件的散熱條件，提高升溫速度。1.1大量熱量沿爐門數(shù)字滲透膜泄漏箱式爐爐體密封的薄弱環(huán)節(jié)是爐門。舊式箱式爐爐門大都采用鑄體。不僅重，而且密封不嚴，造成大量熱量沿爐門縫隙泄露。在節(jié)能箱式電阻爐的爐門設計上，采用全密封結構，爐門四周采用擠壓密封，密封件采用耐火纖維封條。為保護封條，在前面板安裝有爐門導軌。用楔型自重密封和手柄壓緊密封相結合。實踐證明，采用該種密封方式，結構簡單，密封效果良好、維修方便。1.2改進爐型，提高爐力目前，大多數(shù)電阻爐的電熱元件采用擱絲磚結構放置，由于擱絲磚的遮蔽作用，使電熱元件的熱量不能充分散發(fā)，因而會影響升溫速度，同時會使得電熱元件的溫度過高，縮短爐絲壽命。為改善電熱元件的散熱條件，節(jié)能型電阻爐的電熱元件采用懸掛式，爐絲呈螺旋狀，心部穿有耐火套管，托管兩端置于爐墻。采用這種懸掛方式，大大消除了遮蔽現(xiàn)象，提高了散熱效果。測試和使用結果表明，全纖維節(jié)能型電阻爐不僅節(jié)電效果顯著，同舊式箱式爐相比，改進爐型有以下特點：(1）升溫速度快：圖1為45kW節(jié)能型電爐和45kW輕質磚爐襯空爐(RX)升溫曲線。表1為RXJ45-9全纖維節(jié)能型電阻爐和輕質耐火磚爐襯RX耗電對照表。表1數(shù)據(jù)表明：1）全纖維節(jié)能電爐升溫速度提高1倍以上，空爐損耗降低70%，節(jié)電效果顯著。2）由于升溫時間縮短，有效工作時間相對增加，提高了生產率。3)爐溫均勻性明顯改善，舊型箱式爐爐口部分由于溫度偏低而不能裝件，而該爐型溫度偏差不大，從而增加了爐膛有效使用面積。(2）保溫性能好：全纖維節(jié)能型電阻爐不僅具有較快的升溫速度，而且還具有良好的保溫性能。圖2為空爐升溫至1050℃斷電隨溫至400℃所需時間。試驗條件：升溫1050℃，停電降溫至400℃需保溫12h。從上述試驗可見，節(jié)能爐的保溫效果是好的。2硅酸鋁纖維裝置耐火纖維是一種新型耐火保溫材料，有密度低、熱導率低，耐高溫等優(yōu)點。被日益廣泛應用于多種工業(yè)爐，成為行之有效的重要節(jié)能措施。2.1爐襯結構設計耐火纖維有的放在爐內當爐襯，有的放在外側保溫。模擬測試表明，耐火纖維放在熱面做爐襯，可以充分發(fā)揮其耐高溫，保溫性能好等優(yōu)點，尤其是對周期式爐，最為合適，同時由于耐火纖維熱膨脹系數(shù)小，還能有效防止由于熱振而使爐膛損壞。在爐襯設計上我們考慮用纖維棉制成一定厚度的耐火纖維制品，取代耐火磚。在不影響耐火纖維保溫性能的前提下，大幅度提高耐火纖維的強度，將爐襯制成全纖維爐襯。2.2爐襯厚度的確定(1）爐襯結構：目前，爐襯耐火層大都采用標準磚，筑爐工作量較大，而且磚縫隙密封不嚴，使散熱量增大，能耗增高。為此，我們對定型的箱式爐、臺車爐、以及井式爐的改造采用大砌塊結構。(2）爐襯厚度的確定：按穩(wěn)態(tài)傳熱計算Q=F.λ.（T1-T2）/S。式中：Q—散熱量，F(xiàn)—散熱面積，S—爐墻厚度，T1—爐子內墻溫度，T2—爐子外墻溫度，λ—熱導率。從上式可看出，通過爐墻的散熱損失與熱導率成正比，而與爐墻厚度成反比。全纖維爐襯的最佳厚度，要根據(jù)爐子的具體情況而定，一般來說，爐子溫度高，使用時間長，應該選厚一些，但太厚不夠經(jīng)濟；太薄，熱損失大，節(jié)能效果差。(3）爐襯比重密度選擇：根據(jù)硅酸鋁耐火纖維密度與熱導率，從強度和熱導兩方面考慮，耐火纖維爐襯的比重密度為0.45～0.55單位為宜。(4）耐火纖維爐襯的物理性能：耐火纖維爐襯的主要組成：硅酸鋁耐火纖維，粘接劑和填料。制成的耐火纖維爐襯物理性能見表2。從測試結果看，用普通型耐火纖維來制造熱處理爐襯，從性能上是可行的。3耐火纖維爐襯RXJ-45-9（耐火磚）爐襯價格大約為5400元，（按照現(xiàn)行市場價格）。而耐火纖維爐襯RXJ-45-9合計6500元（包括纖維爐襯、托棒、托磚）。從爐襯價格來看，全纖維爐襯比輕質磚爐襯多投入1100元。但由于升溫和保溫時間節(jié)電明顯，很快可以收回全部投資。4．電弧顯著，法治有優(yōu)缺點(1）全