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硅鉬棒熱功率計算與加熱件的選取

2021-01-18 09:57:07     點擊:

    硅鉬棒爐相關參數的計算大多采用熱功率公式。人們通過民期實踐總結出箱式電爐的功率與其爐膛的容積存在著一定的關系,即爐膛容積越大,裝爐量越多,消耗的熱量也越多,需要的功率越大。

    根據上述分析,可以配置該爐的功率,具體關系如式(1)所示:

             image.png 

式中:P為電爐功率,kW; K為經驗系數,無量綱;V為爐膛有效容積,m3。

    在不同溫度下,電阻爐的經驗系數K的取值范圍如表1所示。

image.png

    對于箱式電爐,K取上限;對于井式電爐,K取下限;對于要求快速升溫或使用頻次高的電爐,K取上限。遵循這一原則,經驗系數K取200。

    根據測量尺寸計算得到的硅鉬棒爐的有效容積約為0. 019 8時。將上述數據代入式(1),計算得到電爐電功率應為14. 64 kW??紤]到10%的裕度,電爐電功率取為16 kW。

    硅鉬棒爐的加熱件由八根U型硅鉬棒串聯組成,硅鉬棒的冷端與熱端焊接面是硅鉬棒的薄弱點,因此要小L安裝,防止損傷該焊接面。

    硅鉬棒具有以下兩個特性。

    第一個特性是硅鉬棒的主要成分二硅化鉬在高溫氧化環境中使用時能在表面形成一層石英玻璃保護膜。該膜能阻止二硅化鉬的氧化,在700℃以下,二硅化鉬不能形成保護膜,因此要求二硅化鉬必須盡快通過室溫至700℃這一溫區。

    第二個特性是硅鉬棒的電阻修正系數隨著溫度的升高而明顯增大。

    電阻修正系數的計算公式為:

            image.png

式中:Ct為電阻修正系數,無量綱;P為t℃時硅鉬棒的電阻率, P20為20℃時硅鉬棒的電阻率,Ω.m。

    在使用過程中必須注意硅鉬棒的兩個特性,并據此編制合理的工藝程序。

    不同溫度時的硅鉬棒電阻修正系數如表2所示。

image.png

    從式(2)和表2可以得知,在溫度較高時的硅鉬棒加熱件的阻值較低溫時高。因此,要確保設備安全、可靠運行,低溫時必須將主回路的電壓和電流控制在允許范圍內。


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