[科普中国]-电炉

简史

电炉是在19世纪70年代有了直流发电机以后逐渐发展起来的。一些常用的电炉，如一般电阻炉、炼钢电弧炉、埋弧炉、有心感应熔炼炉等，在19世纪八九十年代就已有了雏型。到了20世纪二三十年代，由于镍铬合金、三极电子管等的问世，特别是电力工业的发展，上述电炉开始在工业中得到推广应用，并且还发展了中、高频感应熔炼炉、近红外炉、简单的控制气氛电阻炉等。四五十年代，随着冶金、机械、航空、原子能等工业的发展，炼钢电弧炉开始向大型化（容量在50t以上）方向发展，感应透热设备、感应淬火设备得到推广应用，并出现了工频无心感应熔炼炉、真空电弧炉、电子束熔炼炉、等离子熔炼炉、微波炉、电渣重熔炉等许多新型电加热设备。在60年代，炼钢电弧炉开始向高功率、超高功率的方向发展，同时发展了用于钢液炉外精炼的钢包精炼炉；控制气氛电阻炉和真空电阻炉得到进一步提高和普及；由于电力半导体器件的问世，中、高频感应炉得到更大的发展；远红外炉、激光电热设备等得到了实际应用。80年代，直流炼钢电弧炉开始在工业上得到推广应用。90年代，连续加料高温预热直流电弧炉、双炉壳直流电弧炉和高阻抗交流电弧炉相继开发并得到推广应用。近年来各类电炉针对环境保护、节能、提高产品品质三大课题，在结构、性能、自动化控制以及加工工艺上进行了大量改进和技术开发。电炉的应用领域不断扩大，正在向时代化、高性能化的方向发展。

中国于20世纪50年代开始生产电炉，早期是小型电阻炉、中频感应炉、炼钢电弧炉等。60年代发展了控制气氛电阻炉和真空电阻炉、真空电弧炉等。七八十年代炼钢电弧炉单台容量发展到75t，并制成连续式气体渗碳炉、离子氮化炉、真空淬火炉、微波炉、单晶炉、远红外炉等。90年代，40t直流炼钢电弧炉、250tLF型钢包精炼炉相继开发并投入工业运行。2

种类介绍电阻炉电阻炉是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，例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度，例如碳素材料石墨化电炉，能把物料加热到超过2500℃。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。采用这种炉子加热时应注意：

①为使物料加热均匀，要求物料各部位的导电截面和电导率一致；

②由于物料自身电阻相当小，为达到所需的电热功率，工作电流相当大，因此送电电极和物料接触要好，以免起电弧烧损物料，而且送电母线的电阻要小，以减少电路损失；

大部分电阻炉是间接加热电阻炉，其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体，称为电热体，由它把热能传给炉中物料（图1 间接加热电阻炉）。

这种电炉炉壳用钢板制成，炉膛砌衬耐火材料如陶瓷纤维，内放物料。

最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒，硅碳棒、二硼化锆陶瓷复合发热体。根据需要，炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏，必要时配置可调节电压的中间变压器。小型炉（