電爐

電爐(electric furnace)是用電加熱實現預期工藝目的(如物料的冶煉、熔化、加熱、熱處理、燒結、烘乾等)的電熱設備。 把爐內的電能轉化為熱量對工件加熱的加熱爐，同燃料爐比較，電爐的優點有：爐內氣氛容易控制;物料加熱快;加熱溫度高;溫度容易控制等。

電爐
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中文名 : 電爐 電弧爐

外文名 : EAF (Electric Arc Furnace)

能量轉化 :電能轉化為熱能

應用領域 : 冶金、化工等

類 型:電阻爐、感應爐、電弧爐等

目錄

結構

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整套電爐設備包含中頻電源櫃，補償電容，爐體（兩個）及水冷電纜、減速機。

爐體由爐殼、感應圈、爐襯、傾爐減速箱等四個部分組成。

爐殼用非磁性材料製成。

感應線圈是由矩形空心管制成的螺旋狀筒體，熔煉時管內通冷卻水。線圈引出銅排與水冷電纜連通。

爐襯緊靠感應圈，由石英砂打實燒結而成，爐體的傾動由傾爐減速箱直接轉動。

傾爐減速箱系二級渦輪變速，自鎖性能好，轉動平穩可靠，出現緊急斷電時看收工傾爐，避免危險。可以通過選爐開關對兩台爐體的傾爐減速箱電動機的控制進行選擇，帶有四芯橡皮線的開關盒能使操作者站在合適位置對爐體的傾動，復位進行點動控制。

溫度控制系統的特性

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溫控系統主要由溫度傳感器、溫度調節儀、執行裝置、被控對象四個部分組成。被控制對象是大容量、大慣性的電熱爐溫度對象，是典型的多階容積遲後特性，在工程上往往近似為包含有純滯後的二階容積遲後；由於被控對象電容量大，通常採用可控硅作調節器的執行器 。

執行器的特性：電爐的溫度調節是通過調節劑(供電能源)的斷續作用，改變電爐絲閉合時間Tb與斷開時間Tk的比值α,α=Tb/Tk。

調節加熱爐的溫度，在工業上是通過在設定周期範圍內，將電路接通幾個周波，然後斷開幾個周波，改變晶閘管在設定周期內通斷時間的比例，來調節負載兩端交流平均電壓即負載功率，這就是通常所說的調功器或周波控制器；調功器是在電源電壓過零時觸發晶閘管導通的，所以負載上得到的是完整的正弦波，調節的只是設定周期Tc內導通的電壓周波。設周期Tc內導通的周期的波數為n，每個周波的周期為T，則調功器的輸出功率為P=n×T×Pn/Tc，Pn為設定周期Tc內電壓全通過時裝置的輸出功率。

工作原理

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電磁爐的原理是先將50赫茲的交流電變成直流電，再經過控制電路將直流電轉換成頻率為20-40千赫茲的高頻交流電，於是，高速變化的電流流過線圈時，會產生高速變化的磁場，當磁場內的磁力線通過金屬器皿(比如鐵鍋)底部時，金屬會產生無數微小的渦電流，我們知道，電流通過導體時有發熱效應。比如電阻爐和老式的白熾燈就是應用這一原理而發熱發光的。同理，鐵鍋底部因為產生了無數的渦電流，它也會產生熱效應，電磁爐就是這麼加熱鐵鍋的。

當電流在導體中流過時，因為任何導體均存在電阻，電能即在導體中形成損耗，轉換為熱能，按焦耳楞次定律：Q＝0．24I²Rt

Q—熱能，卡；

I一電流，安；

R一電阻，歐姆，

t一時間，秒。

按上式推算，當1千瓦小時的電能，全部轉換為熱能時Q＝(0．24×1000×36000)／1000=864千卡。

在電熱技術上按l千瓦小時＝860千卡計算。電爐在結構上是使電能轉換為熱能的設備，它能有效地用來加熱指定的工件，並保持高的效率。

種類介紹

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利用電熱效應供熱的工業爐電爐分為工業電爐和家用電爐兩種，工業電爐又分為電阻爐、感應爐兩種，隨着現代工業技術的發展感應爐成為電爐中最為節能的電轉換加熱方式，廣泛應用家庭、醫藥、化工、冶金、等多個領域。

1.等離子爐

利用工作氣體被電離時產生的等離子體來進行加熱或熔煉的電爐。產生等離子體的裝置，通常叫作等離子槍，有電弧等離子槍和高頻感應等離子槍兩類。把工作氣體通入等離子槍中，槍中有產生電弧或高頻電場的裝置,工作氣體受作用後電離，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。

2. 電阻爐

以電流通過導體所產生的焦耳熱為熱源的電爐。按電熱產生方式，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，電流直接通過物料，因電熱功率集中在物料本身所以物料加熱很快，適用於要求快速加熱的工藝，這種電阻爐可以把物料加熱到很高的溫度，直接加熱電阻爐可作成真空電阻加熱爐或通保護氣體電阻加熱爐，在粉末冶金中，常用於燒結鎢、鉭、鈮等製品。

3.感應爐

利用物料的感應電熱效應而使物料加熱或熔化的電爐。感應爐的基本部件是用紫銅管繞制的感應圈。感應圈兩端加交流電壓，產生交變的電磁場，導電的物料放在感應圈中,因電磁感應在物料中產生渦流,受電阻作用而使電能轉變成熱能來加熱物料;所以，也可認為感應電熱是一種直接加熱式電阻電熱。

分類

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1、按熱量產生的方法分：間接加熱式和直接加熱式

間接加熱式:在爐子內部有專用的電阻材料做發熱元件,電流通過加熱元件時產生熱量而加熱製品。

直接加熱式:電源直接接在所需加熱的材料上,使電工業電阻爐,大部分是採用間接加熱式的。

2、按爐體結構分：箱式電爐、台車式電爐、井式電爐等。

箱式電爐:外殼一般是用型鋼、鋼板焊接而成的。

安裝:小型電爐由於需保持工作面的一定高度,一般均做成帶支架的,在箱型殼體下邊,有支持爐體的腿或支架。

中型電爐因本身重量大及加入爐內的工件重量也大,所以一般均直接在底盤上焊接爐體及砌磚。

大型電爐可以在特定的專用的地基上設計成無鋼性底盤的結構,而就地焊接砌磚,但這種電爐在安裝後不能吊運及移動。

優點

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電爐是把爐內的電能轉化為熱量對工件加熱的加熱爐，同燃料爐比較，電爐的優點有：爐內氣氛容易控制，甚至可抽成真空；物料加熱快，加熱溫度高，溫度容易控制；生產過程較易實現機械化和自動化；勞動衛生條件好；熱效率高；產品質量好，且更加環保，有利於緩解日趨嚴重的環境問題。

冶金工業上電爐主要用於鋼鐵、鐵合金、有色金屬等的熔煉、加熱和熱處理。19世紀末出現了工業規模的電爐，20世紀50年代以來，由於對高級冶金產品需求的增長和電費隨電力工業的發展而下降，電爐在冶金爐設備中的比額逐年上升。電爐可分為電阻爐、感應爐、電弧爐、等離子爐、電子束爐等。

使用注意事項

1、使用電爐時，周圍不要放可燃物，更不要用電爐烘烤衣物或將衣物掛在電爐上方，電爐下不要墊放木板,不要將電爐放在可燃盒子裡。

2、電爐通電使用必須有人看管，若停電或用完後要及時拔下插頭。

3、電爐耗電量大，為避免電源線和插頭、插座超負荷，使用電料要選擇截面大小得當、絕緣良好的導線和合適的插座。

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