[科普中国]-直接电阻加热设备

直接电阻加热设备(direct resistance heating equipment)是指对物料直接通电进行电阻加热的电热设备。在这类电热设备中，来自电源的电流直接流过被加热的物料，在物料中产生电阻热并使之加热。

简介直接电阻加热设备(direct resistance heating equipment)是指对物料直接通电进行电阻加热的电热设备。在这类电热设备中，来自电源的电流直接流过被加热的物料，在物料中产生电阻热并使之加热。

与利用间接电阻加热的电炉(主要是间接电阻炉)比较，这类电热设备的特点是：

①没有电热元件，加热温度不受其使用温度的限制，可用在加热温度高的场合；

②物料的加热速度可以很快；

③温度的精确控制较困难；

④为保证加热均匀，对炉料的材质、形状、尺寸有严格限制，因此适用面窄；

⑤一般用低电压大电流供电。

这类电热设备主要有：石墨化电炉、碳化硅电炉、玻璃窑炉、垂直烧结炉、电接触加热器和电渣重熔炉等1。

石墨化电炉用来使碳素材料石墨化的电阻炉。炉体呈长方形，两端有端墙和连接电炉变压零用的石墨电极，炉长约10~25 m，宽1.5~3m，碳素还料装入量为20~70t，侧墙有固定式和移动式两种，坯料均匀地排放在炉内，其轴线与电流方向垂直，坯料周围及上下空隙用焦炭粉填实，顶面用硅砂和焦炭粉的混合物覆盖，最高加热温度为2600~3000℃，在高温下碳素坯料中的碳原子重新排列形成石墨结构的晶体，即所谓石墨化。炉子的运行是间歇式的，升温和冷却过程受到严格控制，通常一个周期历时约20天，其中通电加热时间约3天。因此，一台电沪变压器常配用10台左右的电护。电炉是大功率（5000 ~30000kV·A)单相负载，使用中要考虑多台电炉平行作业，或为每台电炉配置各相间电平衡装置。变压器二球电路的电抗大，通电末期功率因数显著降低，如图2所示，须加电容器补偿。电炉的电耗视电炉容量和制品石墨化程度在10000~13000 kW·h/t范围内。

这种电炉是美国E. G.艾奇逊(Edward Goodrich Acheson)于19世纪90年代发明的。主要用于生产炼钢电弧炉用的石墨电极。制品直径可达1000mm2。

碳化硅电炉又称金刚砂电炉，用来烧制碳化硅(SiC) 。炉体长为7~20m，宽1.5~4m。原料主要是石英砂和焦碳。由于原料电阻率高，护料中心部位有一条用石墨或焦炭粒制成的贯通全长的炉芯，以提高开始通电时的输入功率。通电加热到1500℃后，石英砂和焦炭开始反应生成碳化硅。加热温度为1800~2200℃ ,加热时间25~36 h。加热后炉料随炉冷却，总的工作周期为5~7天，其中加热时间1~2天。电护的供电设施与石墨化电炉的基本相同。电炉变压器的容量为2000~ 5000 kV·A。电耗为7500~12000kW·h/t。

玻璃窑炉电流由铝(或石墨)电极引入玻璃熔池，使之保持一定温度并熔化其面上的材料。与用燃料(煤气、柴油等)在上部加热的玻璃窑炉比，具有炉子结构较简单、热效率高、玻璃受沾污少、成分不挥发、易于调节、对环境污染(废气、噪声等)少、劳动条件好等优点，但大型炉运行费用较高3。

垂直烧结炉又叫垂熔炉，用于钨、钽、铌等管、棒、粉末冶金坯件在真空或惰性气氛中的烧结。这是一种立式真空炉，管、棒坯件垂直地夹在炉内上下两个电极之间，电流直接通过坯件使之烧结。

电接触加热器被加热的材料(钢管、钢棒、弹簧钢丝、电阻丝、铆钉、小截面锻坯等)通常在不加保护、不隔热的条件下（在大气中)夹在两个夹头之间，直接通电加热，有加热均匀、加热速度快、设备生产率高、材料表面氧化脱碳少等优点，但材料被加热部分的截面必须均匀1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学