电炉

电炉(electric furnace)是用电加热实现预期工艺目的(如物料的冶炼、熔化、加热、热处理、烧结、烘干等)的电热设备。 把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉，同燃料炉比较，电炉的优点有：炉内气氛容易控制;物料加热快;加热温度高;温度容易控制等。

电炉
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中文名 : 电炉 电弧炉

外文名 : EAF (Electric Arc Furnace)

能量转化 :电能转化为热能

应用领域 : 冶金、化工等

类 型:电阻炉、感应炉、电弧炉等

目录

结构

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整套电炉设备包含中频电源柜，补偿电容，炉体（两个）及水冷电缆、减速机。

炉体由炉壳、感应圈、炉衬、倾炉减速箱等四个部分组成。

炉壳用非磁性材料制成。

感应线圈是由矩形空心管制成的螺旋状筒体，熔炼时管内通冷却水。线圈引出铜排与水冷电缆连通。

炉衬紧靠感应圈，由石英砂打实烧结而成，炉体的倾动由倾炉减速箱直接转动。

倾炉减速箱系二级涡轮变速，自锁性能好，转动平稳可靠，出现紧急断电时看收工倾炉，避免危险。可以通过选炉开关对两台炉体的倾炉减速箱电动机的控制进行选择，带有四芯橡皮线的开关盒能使操作者站在合适位置对炉体的倾动，复位进行点动控制。

温度控制系统的特性

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温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成。被控制对象是大容量、大惯性的电热炉温度对象，是典型的多阶容积迟后特性，在工程上往往近似为包含有纯滞后的二阶容积迟后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器 。

执行器的特性：电炉的温度调节是通过调节剂(供电能源)的断续作用，改变电炉丝闭合时间Tb与断开时间Tk的比值α,α=Tb/Tk。

调节加热炉的温度，在工业上是通过在设定周期范围内，将电路接通几个周波，然后断开几个周波，改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，来调节负载两端交流平均电压即负载功率，这就是通常所说的调功器或周波控制器；调功器是在电源电压过零时触发晶闸管导通的，所以负载上得到的是完整的正弦波，调节的只是设定周期Tc内导通的电压周波。设周期Tc内导通的周期的波数为n，每个周波的周期为T，则调功器的输出功率为P=n×T×Pn/Tc，Pn为设定周期Tc内电压全通过时装置的输出功率。

工作原理

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电磁炉的原理是先将50赫兹的交流电变成直流电，再经过控制电路将直流电转换成频率为20-40千赫兹的高频交流电，于是，高速变化的电流流过线圈时，会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(比如铁锅)底部时，金属会产生无数微小的涡电流，我们知道，电流通过导体时有发热效应。比如电阻炉和老式的白炽灯就是应用这一原理而发热发光的。同理，铁锅底部因为产生了无数的涡电流，它也会产生热效应，电磁炉就是这么加热铁锅的。

当电流在导体中流过时，因为任何导体均存在电阻，电能即在导体中形成损耗，转换为热能，按焦耳楞次定律：Q＝0．24I²Rt

Q—热能，卡；

I一电流，安；

R一电阻，欧姆，

t一时间，秒。

按上式推算，当1千瓦小时的电能，全部转换为热能时Q＝(0．24×1000×36000)／1000=864千卡。

在电热技术上按l千瓦小时＝860千卡计算。电炉在结构上是使电能转换为热能的设备，它能有效地用来加热指定的工件，并保持高的效率。

种类介绍

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利用电热效应供热的工业炉电炉分为工业电炉和家用电炉两种，工业电炉又分为电阻炉、感应炉两种，随着现代工业技术的发展感应炉成为电炉中最为节能的电转换加热方式，广泛应用家庭、医药、化工、冶金、等多个领域。

1.等离子炉

利用工作气体被电离时产生的等离子体来进行加热或熔炼的电炉。产生等离子体的装置，通常叫作等离子枪，有电弧等离子枪和高频感应等离子枪两类。把工作气体通入等离子枪中，枪中有产生电弧或高频电场的装置,工作气体受作用后电离，生成由电子、正离子以及气体原子和分子混合组成的等离子体。

2. 电阻炉

以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。按电热产生方式，电阻炉分为直接加热和间接加热两种。在直接加热电阻炉中，电流直接通过物料，因电热功率集中在物料本身所以物料加热很快，适用于要求快速加热的工艺，这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度，直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉，在粉末冶金中，常用于烧结钨、钽、铌等制品。

3.感应炉

利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。感应炉的基本部件是用紫铜管绕制的感应圈。感应圈两端加交流电压，产生交变的电磁场，导电的物料放在感应圈中,因电磁感应在物料中产生涡流,受电阻作用而使电能转变成热能来加热物料;所以，也可认为感应电热是一种直接加热式电阻电热。

分类

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1、按热量产生的方法分：间接加热式和直接加热式

间接加热式:在炉子内部有专用的电阻材料做发热元件,电流通过加热元件时产生热量而加热制品。

直接加热式:电源直接接在所需加热的材料上,使电工业电阻炉,大部分是采用间接加热式的。

2、按炉体结构分：箱式电炉、台车式电炉、井式电炉等。

箱式电炉:外壳一般是用型钢、钢板焊接而成的。

安装:小型电炉由于需保持工作面的一定高度,一般均做成带支架的,在箱型壳体下边,有支持炉体的腿或支架。

中型电炉因本身重量大及加入炉内的工件重量也大,所以一般均直接在底盘上焊接炉体及砌砖。

大型电炉可以在特定的专用的地基上设计成无钢性底盘的结构,而就地焊接砌砖,但这种电炉在安装后不能吊运及移动。

优点

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电炉是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉，同燃料炉比较，电炉的优点有：炉内气氛容易控制，甚至可抽成真空；物料加热快，加热温度高，温度容易控制；生产过程较易实现机械化和自动化；劳动卫生条件好；热效率高；产品质量好，且更加环保，有利于缓解日趋严重的环境问题。

冶金工业上电炉主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理。19世纪末出现了工业规模的电炉，20世纪50年代以来，由于对高级冶金产品需求的增长和电费随电力工业的发展而下降，电炉在冶金炉设备中的比额逐年上升。电炉可分为电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉等。

使用注意事项

1、使用电炉时，周围不要放可燃物，更不要用电炉烘烤衣物或将衣物挂在电炉上方，电炉下不要垫放木板,不要将电炉放在可燃盒子里。

2、电炉通电使用必须有人看管，若停电或用完后要及时拔下插头。

3、电炉耗电量大，为避免电源线和插头、插座超负荷，使用电料要选择截面大小得当、绝缘良好的导线和合适的插座。

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