加热时间
现讨论物料直接通电加热过程中物料温度及有关参量变化的规律性。
图3-3是直接通电加热物料电路原理图。
图中,为物料电阻,尺1)与为短网电阻与 电感,£>为整流管,B为电源变压器,了为可控 硅,C为补偿电容,LT为电源电压,U与I为 工作电压与电流。与为电路转换开关,
表示改变电路,可以实现直流电加热,也可以调 整工作电压。
为了简化问题,假设物料是规则的型材 (管、棒、线),材质和温度均一 ’物料的电感可以 忽略,短网的电阻为定值。并假设物料的比热 容Cp和电阻率〃按线性规律变化,即
根据上列各式,就可以实现定流加热和定压加热两种加热 方式。定流加热是利用可控硅调整工作电压维持加热过程中工 作电流为指定值;定压加热是在工作电压为指定值的条件下完 成加热过程。在定流加热过程中,电热功率只随成正比 地变化。
定流加热和定压加热两种加热方式各有优缺点,都有工业 应用。定压加热无需自动调节电压装置,设备比较简单;但是加 热过程中电热功率变化较大,物料温升较不均匀,电流变化大, 变压器的利用率低。定流加热设备的工作电压可以在较大的范围内调整,适用多品种物料 加热。随着可控硅调压技术发展,近来趋向发展定流加热。
对于石墨化电炉,由于物料的电阻率温度系数是负值,在加热前期为定压加热,而后期为 定流加热。定压加热钢坯,升温到居里点以上,电流趋于稳定,电热规律也就近似于定流加热。
采用直流电加热,可以消除电感引起的不良效应,但需增置整流装置。石墨化电炉改用 直流电,可缩短加热时间,降低电耗。