直接电热电阻炉的工作原理示于图3-1。这种炉子可用作加热炉,也可用作熔炼炉。 由于其导电触头(或称导电夹头、电极)和物料间靠接触导 电,这种电热法又称为接触加热。
直接电热有许多优点:因为在加热过程中电流直接从 被加热的物料中通过,加热物料所需的热量产生于被加热 的物料本身,所以与间接电热相比,在其他条件相同的情况 下,材料内部的温度差较小,加热速度很快,设备的生产能 力高,电热效率一般也较高;由于没有电热体,加热温度不 受限制;在加热金属物料时,由于加热非常快,加热时间只 有几十秒甚至几秒钟,因此热损失很小,在很多情况下不必 用炉衬就能有很高的热效率;即使不用保护气氛保护,金属 的氧化及脱碳也很少。
直接电热也有其本身在应用上的局限性和需要解决的 问题,主要是:
(1) 因为加热过程中物料所产生的热量取决于物料本 身的电阻和通过物料的电流,而被加热物料的电阻又往往很小,故直接电热通常在低电压大 电流下工作必须采用巨大的降压变压器和短网,这样,就导致了电路损失大,电效率不很髙。
(2) 为避免被加热物料的加热温度局部偏髙或偏低,在被加热的整个长度上,电阻必须 均匀,故直接电热只适用于加热沿整个长度截面均匀的材料,如管材、棒材、板材或线材的加 热或退火等;对于沿长度截面变化的物料,必须用多接头供电的办法,在截面均匀的某一段 进行直接电热,或逐段加热,但这样设备和操作都将很复杂。
(3) 由于接触加热必须向被加热的物料输送很大的电流,若接触不良,会引起强烈的电 弧,可能局部烧坏物料和接触装置。因此,根据不同情况设计出良好的接触装置,是一个十 分重要的问题。