项目5电热窑炉烧成技术课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《项目5电热窑炉烧成技术课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 项目 电热 烧成 技术 课件
- 资源描述:
-
1、项目项目3 . 电热窑炉烧成技术电热窑炉烧成技术v 电热窑炉是将电能转变成热能,用以加热制品的热工设备电热窑炉是将电能转变成热能,用以加热制品的热工设备。电热窑。电热窑炉在许多方面可以弥补火焰窑炉的不足,特别是在需要特殊气氛、全封炉在许多方面可以弥补火焰窑炉的不足,特别是在需要特殊气氛、全封闭、有的需接近真空环境下陶瓷制品的烧成有特别重要的优势。一般来闭、有的需接近真空环境下陶瓷制品的烧成有特别重要的优势。一般来说,电热窑炉和火焰窑炉相比具有如下说,电热窑炉和火焰窑炉相比具有如下特点特点:v热效率高,电热窑炉无烟气排除造成的热损失,加热窑间紧凑,向外热效率高,电热窑炉无烟气排除造成的热损失,加
2、热窑间紧凑,向外散失的热量较少;散失的热量较少;v空间热强度高,能获得很高的工作温度(可达空间热强度高,能获得很高的工作温度(可达2000以上),炉膛可以上),炉膛可在真空或高压条件下操作;在真空或高压条件下操作;v操作简便,劳动条件好;操作简便,劳动条件好;v能在各种人工气氛中烧成,如在能在各种人工气氛中烧成,如在N2 、Ar 、H2、O2等气氛中烧成陶瓷等气氛中烧成陶瓷制品;制品;v电器设备较复杂,耗电量大,有些电热元件要在一定的保护气氛下才电器设备较复杂,耗电量大,有些电热元件要在一定的保护气氛下才能使用;能使用;v电热元件主要以辐射方式对制品传热,窑室尺寸不宜过大,否则温度电热元件主要
3、以辐射方式对制品传热,窑室尺寸不宜过大,否则温度不易均匀。不易均匀。v 电热窑炉按电能转变成热能的方式可分电热窑炉按电能转变成热能的方式可分为电阻炉、电弧炉和感应炉等。陶瓷工业常为电阻炉、电弧炉和感应炉等。陶瓷工业常用的是用的是电阻炉电阻炉。v 电阻炉按操作方式可分为间歇式和连续电阻炉按操作方式可分为间歇式和连续式电阻炉,按工作温度电阻炉可分为:式电阻炉,按工作温度电阻炉可分为:v高温炉(高温炉(13502000)v中温炉(中温炉(9501350)v低温炉(低温炉(950)。)。v 以下是部分电阻炉:以下是部分电阻炉:v 箱式电阻炉箱式电阻炉 箱式电烤花炉箱式电烤花炉 井式电烤花炉井式电烤花炉
4、 v 电热升降窑电热升降窑 电热台车窑电热台车窑 v 电热隧道窑电热隧道窑 电热辊道窑电热辊道窑 v 电热推板窑电热推板窑 电热梭式窑电热梭式窑 一常用电热元件一常用电热元件v对电热元件材料的要求对电热元件材料的要求v 电热元件材料有金属质和非金属质两类,电热元件材电热元件材料有金属质和非金属质两类,电热元件材料根据其使用环境应满足下列要求:料根据其使用环境应满足下列要求:v1发热温度要满足工作要求发热温度要满足工作要求v 电热元件的发热温度指在干燥空气中其本身的表面温电热元件的发热温度指在干燥空气中其本身的表面温度。电热元件的最高使用温度应比炉膛温度高出度。电热元件的最高使用温度应比炉膛温度
5、高出50100。v2优良的高温性能优良的高温性能v 电热元件应能在高温下长期稳定地工作,因此必须具电热元件应能在高温下长期稳定地工作,因此必须具有优良的耐热性,足够的高温强度,不易弯曲变形,不断裂,有优良的耐热性,足够的高温强度,不易弯曲变形,不断裂,抗腐蚀,抗氧化,并与耐火材料不发生化学反应等。抗腐蚀,抗氧化,并与耐火材料不发生化学反应等。v3较高的电阻率较高的电阻率 v 电阻率又叫比电阻,其单位为电阻率又叫比电阻,其单位为mm2m 或或 m 。v 电阻率高,电热元件短,便于布置安装;电阻率过大,会造成电热元件过粗电阻率高,电热元件短,便于布置安装;电阻率过大,会造成电热元件过粗过短,也会对
6、制造和安装带来不便。过短,也会对制造和安装带来不便。v 电阻率太小,则电热元件细而长,不利于安装,还可能造成温度场不均匀;电阻率太小,则电热元件细而长,不利于安装,还可能造成温度场不均匀;v4较小的电阻温度系数较小的电阻温度系数 v 电阻温度系数指电阻元件温度升高电阻温度系数指电阻元件温度升高1时,电阻率的相对变化率。时,电阻率的相对变化率。v 电阻温度系数越小,电热元件在温度变化时功率波动越小,不致于影响炉膛电阻温度系数越小,电热元件在温度变化时功率波动越小,不致于影响炉膛温度变化;温度变化;v 如果电阻温度系数大,当温度升高时,其电阻大大增加,导致功率降低,必如果电阻温度系数大,当温度升高
7、时,其电阻大大增加,导致功率降低,必须安装调压设备,否则不易升温。须安装调压设备,否则不易升温。v5较低的热膨胀系数较低的热膨胀系数v6良好的机械性能良好的机械性能v7成本低,来源充足。成本低,来源充足。常用电热元件v 陶瓷工业电阻炉常用的电热元件材料有陶瓷工业电阻炉常用的电热元件材料有:v铬镍合金铬镍合金v铁铬铝合金铁铬铝合金v碳化硅碳化硅v硅化钼硅化钼等等。 1铬镍合金铬镍合金v 铬镍合金的熔点约铬镍合金的熔点约1400,可用于,可用于1100以下的电阻炉,铬镍合以下的电阻炉,铬镍合金具有如下特点:金具有如下特点:v抗氧化能力强,主要是加热时其表面能生成一层薄膜,它可以保护内抗氧化能力强,
8、主要是加热时其表面能生成一层薄膜,它可以保护内部的铬镍合金不受氧化。所以不需要任何保护气氛;部的铬镍合金不受氧化。所以不需要任何保护气氛;v电阻率约为电阻率约为1。11mm2m ,电阻温度系数为,电阻温度系数为8.510-5 1410-5 -1;v高温强度较高,高温强度较高,1000时抗拉强度为时抗拉强度为58。8MPa。具有良好的加工性。具有良好的加工性能,易于拉拨成丝和绕制。高温使用后不脆化,便于修复和焊接。能,易于拉拨成丝和绕制。高温使用后不脆化,便于修复和焊接。v有良好的抗氮气能力,使用寿命长;有良好的抗氮气能力,使用寿命长; v抗渗碳能力较差。抗渗碳能力较差。 v 由于含镍,由于含镍
9、,镍是比较稀少的金属,成本较高镍是比较稀少的金属,成本较高,一般应尽量少用。,一般应尽量少用。v 铬镍合金电炉丝铬镍合金电炉丝2铁铬铝合金铁铬铝合金v 铁铬铝合金的熔点约铁铬铝合金的熔点约1500左右,最高使用温度为左右,最高使用温度为13001400。铁铬铝合金具如下特点;铁铬铝合金具如下特点;v加热后表面生成一层加热后表面生成一层Al2O3 保护膜,其熔点高,化学性质稳定。具有保护膜,其熔点高,化学性质稳定。具有较强的抗渗碳性,耐硫及耐各种碳氢气体的侵蚀;较强的抗渗碳性,耐硫及耐各种碳氢气体的侵蚀;v电阻率大,电阻温度系数小;电阻率大,电阻温度系数小;v高温下与酸性耐火材料及氧化铁反应强烈
10、,故宜采用中性或碱性耐火高温下与酸性耐火材料及氧化铁反应强烈,故宜采用中性或碱性耐火材料,如氧化铝或高铝质耐火材料作支撑件;材料,如氧化铝或高铝质耐火材料作支撑件;v铁铬铝合金强度不大,铁铬铝合金强度不大,1000时抗拉强度为时抗拉强度为19。6MPa。加工性能差,。加工性能差,质地硬脆,可焊接性差,高温加热后变得更脆,不便修复;质地硬脆,可焊接性差,高温加热后变得更脆,不便修复;v价格便宜,成本低。价格便宜,成本低。 v 铁铬铝合金电炉丝铁铬铝合金电炉丝 3碳化硅电热元件(又称:硅碳棒)碳化硅电热元件(又称:硅碳棒)v 碳化硅是最常用的非金属电热材料,熔点碳化硅是最常用的非金属电热材料,熔点
11、2227,硅碳棒长期使用温度约,硅碳棒长期使用温度约135050,它有如下特点;,它有如下特点;v坚硬而脆,热稳定性好,高温下不易变形;坚硬而脆,热稳定性好,高温下不易变形;v化学性质稳定化学性质稳定,v 各种酸蒸气不对硅碳棒起化学作用,碱、碱土、重金属氧化物、低熔点硅各种酸蒸气不对硅碳棒起化学作用,碱、碱土、重金属氧化物、低熔点硅酸盐、硼酸盐等在高温时均会对硅碳棒起破坏作用。酸盐、硼酸盐等在高温时均会对硅碳棒起破坏作用。v碳化硅的老化碳化硅的老化v 空气中的空气中的O2 、CO2 和水蒸气在高温时使硅碳棒氧化,表面生成一层薄膜,和水蒸气在高温时使硅碳棒氧化,表面生成一层薄膜,由于膜的电阻率比
12、碳化硅大,硅碳棒在使用由于膜的电阻率比碳化硅大,硅碳棒在使用6080h 后,其电阻增加后,其电阻增加1520,以后逐渐缓慢(这一现象称为老化)。,以后逐渐缓慢(这一现象称为老化)。v 若是间歇窑炉使用,由于薄膜和碳化硅的热膨胀系数不同,冷却时这层薄若是间歇窑炉使用,由于薄膜和碳化硅的热膨胀系数不同,冷却时这层薄膜发生破裂而露出新的表面,继续加热,新露出的表面又被氧化。经多次使用,膜发生破裂而露出新的表面,继续加热,新露出的表面又被氧化。经多次使用,硅碳棒的电阻越来越大,最后不能使用。硅碳棒的电阻越来越大,最后不能使用。v硅碳棒的物理性能见表硅碳棒的物理性能见表 3cmgmW (kgkJ (mm
13、m2610MPa (201500)项项目目最高最高工作工作温度温度密度密度导热系数导热系数 )比热容比热容 )电阻率电阻率热膨胀系数热膨胀系数 -1-1抗拉强抗拉强度度数数值值150033 3。2 22326071100020002000 53924949 两端加粗的两端加粗的 冷冷热端等直径的热端等直径的 两根棒或三根棒连在一起的两根棒或三根棒连在一起的 v 加粗的称为冷端,加粗的称为冷端, 为了缩小炉墙引出孔直径,为了缩小炉墙引出孔直径, 为了克服在电炉上两端引出的困难为了克服在电炉上两端引出的困难v 用来穿过炉墙和用来穿过炉墙和 减少热损失减少热损失v 连接电源。连接电源。v 硅碳棒的使
14、用寿命在正常气氛下,炉温硅碳棒的使用寿命在正常气氛下,炉温1400时,连续使用可达时,连续使用可达2000 小时,间歇使用为小时,间歇使用为1000 小时左右小时左右v 为了减小连接电阻,元件冷端外侧喷铝,通过卡箍与电源连接,有的硅为了减小连接电阻,元件冷端外侧喷铝,通过卡箍与电源连接,有的硅碳棒为了增加电阻而制造成螺旋形,还有制成管形的。碳棒为了增加电阻而制造成螺旋形,还有制成管形的。v 硅碳棒常见形状硅碳棒常见形状 :4二硅化钼电热元件(又称硅钼棒)二硅化钼电热元件(又称硅钼棒)v 二硅化钼(二硅化钼(MoSi2)熔点为)熔点为2030,硅钼棒的最高工作,硅钼棒的最高工作温度为温度为170
15、0。它具有如下。它具有如下特点特点:v具有很强的抗氧化能力具有很强的抗氧化能力v 加热时,其表面生成一层气密性的加热时,其表面生成一层气密性的SiO2玻璃膜,保护内玻璃膜,保护内部的部的MoSi2 不被氧化,薄膜一旦损坏,会自动重新密封;不被氧化,薄膜一旦损坏,会自动重新密封;v电阻率随温度的升高几乎以直线关系迅速上升电阻率随温度的升高几乎以直线关系迅速上升v 在一定的电压下,功率在低温时是高的,而随着温度的在一定的电压下,功率在低温时是高的,而随着温度的升高功率减小。这样既可以迅速达到所需的炉温,又能避免升高功率减小。这样既可以迅速达到所需的炉温,又能避免电热元件过热;电热元件过热;v硅钼棒
16、抗冲击强度低,抗弯和抗拉强度好。硅钼棒抗冲击强度低,抗弯和抗拉强度好。v 在室温时既硬又脆,在高于在室温时既硬又脆,在高于1350时发生软时发生软化变形,并有延展性,伸长率化变形,并有延展性,伸长率5,冷却后又恢复,冷却后又恢复脆性。所以在安装硅钼棒时,必须使其与炉膛底砖、脆性。所以在安装硅钼棒时,必须使其与炉膛底砖、炉壁各留炉壁各留2530 mm的距离;的距离;v硅钼棒特别适于空气和中性气氛(如惰性气体)硅钼棒特别适于空气和中性气氛(如惰性气体)中使用中使用 v 最高使用温度可达最高使用温度可达14001700,在还原气,在还原气氛中只能在氛中只能在1350以下使用。以下使用。 v 硅钼棒电
17、热元件硅钼棒电热元件 v 可作电热元件的材料还有钨、钼、铂、可作电热元件的材料还有钨、钼、铂、石墨、碳等。石墨、碳等。v 硅钼棒通常做成如图所示的形状,发热硅钼棒通常做成如图所示的形状,发热端较细,冷端较粗。端较细,冷端较粗。v 在使用过程中,经过烧成后要求炉温冷却至在使用过程中,经过烧成后要求炉温冷却至80以下以下开炉门为好,开炉门为好, 否则,硅钼棒在使用过程中冷、热端接头易断否则,硅钼棒在使用过程中冷、热端接头易断裂。下图为硅钼棒冷、热端接头的焊接。裂。下图为硅钼棒冷、热端接头的焊接。二电阻炉的结构二电阻炉的结构 v 电阻窑炉种类很多,这里主要介绍:电阻窑炉种类很多,这里主要介绍:v普通
18、箱式电阻炉普通箱式电阻炉v箱式电烤花炉箱式电烤花炉v井式电烤花炉井式电烤花炉v 的结构和电热元件的安装。的结构和电热元件的安装。 电阻炉的结构电阻炉的结构v1普通箱式电阻炉普通箱式电阻炉v 普通箱式电阻炉主要由炉顶、炉墙、炉底和炉门构成,靠近炉膛内壁安置普通箱式电阻炉主要由炉顶、炉墙、炉底和炉门构成,靠近炉膛内壁安置电热元件,根据使用温度的不同,所用电热元件有电炉丝(低温炉)、硅碳棒电热元件,根据使用温度的不同,所用电热元件有电炉丝(低温炉)、硅碳棒(中温炉)和硅钼棒(高温炉),多采用空气环境下常规加热方式。(中温炉)和硅钼棒(高温炉),多采用空气环境下常规加热方式。 v1炉壳;2工作室;3硅
19、碳棒;4炉门;5观察孔;6手柄;7行程开关;8热电偶v 硅碳棒中温箱式电阻炉结构示意图硅碳棒中温箱式电阻炉结构示意图v2箱式电烤花炉箱式电烤花炉v 箱式电烤花炉主要用于陶瓷釉上彩(或釉中彩)烤花,它的外形呈箱式电烤花炉主要用于陶瓷釉上彩(或釉中彩)烤花,它的外形呈箱形,整体尺寸比普通箱式电阻炉大,炉门的设置根据需要分为上开、箱形,整体尺寸比普通箱式电阻炉大,炉门的设置根据需要分为上开、前开和侧开三种方式。前开和侧开三种方式。v 它的使用温度低(釉上烤花约它的使用温度低(釉上烤花约700950,釉中烤花约,釉中烤花约12001280),所以电热元件主要是电炉丝,紧贴窑墙安装。),所以电热元件主要
20、是电炉丝,紧贴窑墙安装。 v 3井式电烤花炉井式电烤花炉v 井式电烤花炉,外形象一口井,炉门开在炉顶面,用炉盖密封。由井式电烤花炉,外形象一口井,炉门开在炉顶面,用炉盖密封。由于主要用于釉上陶瓷烤花,所以电热元件是电炉丝,通常布置在炉膛的于主要用于釉上陶瓷烤花,所以电热元件是电炉丝,通常布置在炉膛的周围侧壁上。周围侧壁上。v 井式电烤花炉井式电烤花炉 电热元件的安装v1丝状电热元件丝状电热元件v 丝状电热元件多绕成螺旋形,把它平放在炉膛的砖槽或搁丝砖上,丝状电热元件多绕成螺旋形,把它平放在炉膛的砖槽或搁丝砖上,也有套在陶瓷管上的,避免垂直使用,以防止高温时电炉丝自重而引起也有套在陶瓷管上的,避
21、免垂直使用,以防止高温时电炉丝自重而引起的下垂现象,或造成螺旋疏密不均和损坏。的下垂现象,或造成螺旋疏密不均和损坏。(3)螺管放在炉底沟槽内(2)螺管放在炉墙搁丝砖上 v(1)螺管布置在炉顶砖槽内 (4)螺管套在陶瓷管)螺管套在陶瓷管 v 上再安放于炉底上再安放于炉底(5)螺管挂在陶瓷管上)螺管挂在陶瓷管上 v (6)螺管放在圆筒壁上)螺管放在圆筒壁上 v (7)波形电热元件)波形电热元件 (8)波形电热元件外形)波形电热元件外形 吊挂在炉墙上吊挂在炉墙上 v 丝状电热元件的几种安装方法丝状电热元件的几种安装方法 v 直径直径810mm的电炉丝最好做成波纹形,直接挂在炉墙上,这种的电炉丝最好做
22、成波纹形,直接挂在炉墙上,这种电炉丝的遮蔽很小。较大型炉子,如箱式电烤花炉,通常用矩形搁丝电炉丝的遮蔽很小。较大型炉子,如箱式电烤花炉,通常用矩形搁丝砖,圆形电炉用扇形搁丝砖。如果炉子较小,则可在耐火砖上抠槽,砖,圆形电炉用扇形搁丝砖。如果炉子较小,则可在耐火砖上抠槽,将电热元件放在槽内而不用搁丝砖。将电热元件放在槽内而不用搁丝砖。2带状电热元件带状电热元件v 带状电热元件通常做成波纹形,挂在炉墙或水平放置在带状电热元件通常做成波纹形,挂在炉墙或水平放置在炉项和炉底上。电热带挂在小钩上时,节距(波峰间距)应炉项和炉底上。电热带挂在小钩上时,节距(波峰间距)应配合小钩在墙上的布置,以减少异形耐火
23、砖的种类。配合小钩在墙上的布置,以减少异形耐火砖的种类。 v (1)电阻带放在炉顶砖槽内 (2)电阻带挂在炉墙上 (3)电阻带放在炉底沟槽内 (4)电阻带放在侧壁搁丝砖上v 波纹形电热带几种安装方法波纹形电热带几种安装方法3硅碳棒硅碳棒v 硅碳棒在安装时,为了确保安装夹子,冷端部分应伸出炉墙外硅碳棒在安装时,为了确保安装夹子,冷端部分应伸出炉墙外50mm 左右。炉墙耐热绝缘管之内径应为棒冷端部分直径的左右。炉墙耐热绝缘管之内径应为棒冷端部分直径的1。21。5倍,其间隙可填放耐火纤维。倍,其间隙可填放耐火纤维。 硅碳棒夹具 硅碳棒和夹具的联接v 硅碳棒夹具及和硅碳棒的联接硅碳棒夹具及和硅碳棒的联
24、接1发热部;发热部;2冷端部;冷端部;3金属金属 1发热部;发热部;2冷端部;冷端部;3金属金属夹子;夹子;4间隙;间隙;5 耐热绝缘管耐热绝缘管 夹子;夹子;4间隙;间隙;5耐热绝缘管耐热绝缘管v 水平方向的安装水平方向的安装 厚墙中棒的安装厚墙中棒的安装 硅碳棒竖向安装硅碳棒竖向安装v 硅碳棒在垂直安装时,应将炉顶棒体穿出处密封好,以防止烧坏上端的硅碳棒在垂直安装时,应将炉顶棒体穿出处密封好,以防止烧坏上端的导电夹子和增大热损失。硅碳棒的冷端喷铝处(导电夹头部分)应露出炉外,导电夹子和增大热损失。硅碳棒的冷端喷铝处(导电夹头部分)应露出炉外,使导电夹子在空气中得到充分冷却。夹子与端头应接触
25、良好,否则会引起电弧。使导电夹子在空气中得到充分冷却。夹子与端头应接触良好,否则会引起电弧。夹头用铝片或不锈钢做成。因为铜易发生氧化,在实践中不用铜夹头。硅碳棒夹头用铝片或不锈钢做成。因为铜易发生氧化,在实践中不用铜夹头。硅碳棒质地较脆,装拆时要防止断裂。放在干燥场所,避免喷铝受潮。质地较脆,装拆时要防止断裂。放在干燥场所,避免喷铝受潮。v 硅碳棒和引出的导线不能与外壳接触,以免发生触电事故。硅碳棒和引出的导线不能与外壳接触,以免发生触电事故。 硅碳棒炉膛及硅碳棒发热实验硅碳棒炉膛及硅碳棒发热实验 硅碳棒炉膛 硅碳棒通电实验4硅钼棒硅钼棒v U形硅钼棒一般采用从炉顶悬吊垂直安装方法,安装时应保
展开阅读全文