【正文】 面生成一層氧化鋁膜起保護作用，但鐵鉻鋁合金強度不高，過熔容易變形倒塌，造成短路；此外，這種合金加工性不太好，可焊性差。在高溫下與酸性耐火材料和氧化鐵反應，鐵鉻鋁合金的線膨脹系數(shù)比較大，設計時考慮留有余地，供其伸縮。 ⑥ 硅碳棒 最常用的非金屬元件，其主要成分是 SiC %， SiO2 %，熔點 2227℃ ，使用溫度 1400℃ ，具有良好的導熱性、導電性和耐磨性，能承受較高的加熱溫度， 在高溫條件下與空氣中的 CO2和 O2反應，生成玻璃態(tài)的 SiO2膜，使電阻增大。 硅碳棒制成的電爐升溫速度快，加熱效率高，抗氧化性好，制作工藝較簡單，所以本次設計選用硅碳棒作為電熱元件。 第二節(jié) 電熱元件尺寸的計算 爐子的總功率 N 是已知的，發(fā)熱體的長度根據(jù)爐膛的長度是定的，因此我們須計算硅碳棒的直徑 d,根數(shù) n。 確定硅碳棒的根數(shù)應該以均勻加熱制品為原則，且一般選擇偶數(shù)。設計時，假設根數(shù) n 為 6，則有： n=F 效 /f 效 （ F 效 為硅碳棒有效輻射面積，單位為 cm2） （ f 效 每根硅碳棒 的有效面積，單位為 cm2） F 效 =1000N 總 /w 允 設直徑為 d，則有 d=102N/ w 允 Lπ (mm) 式中： w 允 — 實際允許單位表面功率， w/ cm2 d— 硅碳棒直徑， mm L— 硅碳棒的長度， m 課程設計 17 N— 每根的功率， kw 由于 w 允 查表得： 1350℃ 時， w 允 =10w/ cm2 其次，爐膛長為 300mm，故取 L 的有效長為 300mm， f 效 =100π(d/20)2L=1/4d2Lπ 綜上所述可得： 當 n=6， d=, 為了 方便安裝，最后取 n=6， d=32mm。 第三節(jié) 電熱元件的安裝 硅碳棒的安裝由爐內(nèi)溫度決定，一般為水平和垂直安裝兩種。硅碳棒的發(fā)熱部分尺寸必須和爐膛的有效加熱尺寸相符合。為了保證正常導電，冷端部分應伸出爐墻外 50mm 左右，爐端耐熱絕緣管之內(nèi)徑應為棒冷端部分直徑的 倍左右。本電阻爐的電熱體安裝為水平垂直安裝。 硅碳棒安裝的位置必須正確，爐墻上預留的硅碳棒的空洞應在一直線上，并盡量做到垂直或水平，在硅碳棒的兩端安裝部位纏繞幾圈石棉繩。石棉繩不能太緊，一般留空隙為了它能在加熱和冷卻時能自由膨脹和收縮。硅碳棒兩端 夾頭的夾子要夾緊，以保證通電時接觸良好。夾頭用鐵皮噴鋁片或者不銹鋼做成。 課程設計 18 第 七 章 熱電偶材料的簡介 第一節(jié) 熱電偶材料簡介 常用的熱電偶材料分類如下： 1. 鉑銠 鉑熱電偶， WELB 型 鉑含量 90％，銠 10％。這是一種貴金屬熱電偶，正極為鉑鍺合金，負極為純鉑。比熱電偶可用于較高溫度的測量，若長時間使用可在 01300℃ 工作，短時間可達 1600℃ 。優(yōu)點是復線性好，靈敏度高。缺點是小于 800℃ 時測量有誤差。 2. 鎳鉻 鎳鈷電偶， WELB II 型 這種熱電偶的熱電特性相同，正極為鎳鉻，負極為鎳硅或者鎳鋁。優(yōu)點是化學穩(wěn)定性好，在氧化性或中性介質(zhì)中長期使用在 1000℃ 下，短時間使用在 1300℃ ，復線性好，靈敏度高，價格便宜。缺點：在還原介質(zhì)及硫和硫化物氣氛中，溫度超過 500℃時容易腐蝕，精度比鉑銠 鉑的低。 3. 鎳鉻 考銅電偶， WREA 型 這種熱電偶正極鎳鉻，負極考銅（ 56％銅， 44％鎳）。優(yōu)點是熱電阻大，線性度好，價格便宜。缺點是電極材料在高溫下易受氧化而變質(zhì)，適用于還原或中性氣氛中測量。測量上限長期使用溫度在 600℃ ，短期 300℃ 。 第二節(jié) 熱電偶材料的確定 綜合以上條件和性質(zhì)，本次設計使用鉑銠 鉑熱電偶作為測溫電偶。對于熱電測溫， 900℃ 以下部位采用鎳鉻 — 鎳硅熱電偶，900～ 1400℃ 部位采用鉑銠 — 鉑熱電偶， 1400℃ 以上部位采用鉑鐒 — 鉑熱電偶。 本次電阻爐使用溫度為 1350℃ ，因此采用鉑鐒 — 鉑熱電偶（ WRLB）作為測溫電偶，并與測溫儀器配備使用。 課程設計 19 設計心得 本設計說明書嚴格按照箱式電阻爐的設計要求，所有數(shù)據(jù)都是通過科學嚴謹?shù)挠嬎悖浞挚紤]各使用環(huán)節(jié)可能存在的問題。并參考大量相關書籍，在電阻爐功率確定和發(fā)熱體材料的確定方面進行一系列的計算，盡量做到更科學、更合理。由于本設計僅限于理論設計，未應用 于實際中，故實際應用中肯定存在諸多問題。希望參考者能提出問題和改進建議。 本人在這次設計中也獲得了知識，比如各種保溫、隔熱、耐熱材料的區(qū)別和選擇，各種熱電偶的優(yōu)缺點、使用條件，每種加熱材料的使用溫度和氣氛。同時還制作了井式電阻爐的三視圖，在制圖過程中，溫習了工程制圖的相關知識，也鍛煉了我的耐心和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度， 不僅鍛煉了我收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)的能力，還培養(yǎng)了我的創(chuàng)新精神，認真思考的能力 。 在此，感謝老師和同學在這個過程中給予的幫助。 課程設計 20 參考文獻 1. 劉振群．《陶瓷工業(yè)熱 工設備》．武漢工業(yè)大學出版社， 1989 年 2. 江堯忠．《陶瓷工業(yè)電爐》．中國建筑工業(yè)出版社， 1981 年 3. 國營北京建中機器廠．《電阻爐設計》．新時代出版社， 1982 年 4. 《硅酸鹽工業(yè)熱工基礎》．武漢理工大學出版社， 1992 年 5. 陳景雨．《陶瓷工業(yè)熱工過程及設備》．中國輕工業(yè)出版社， 1992 年 6. 國營北京建中機器廠 .電阻爐設計 [M].新時代出版社 .1982. 7. 宋耑 .現(xiàn)代陶瓷窯爐 .武漢：武漢理工大學出版社， 1996.