產(chǎn)品采用可控氣氛的各種熱處理爐中,為了避免燃料燃燒產(chǎn)物與工件的接觸,或是為了避免爐氣對(duì)電熱元件的侵蝕,將燃料燃燒或電能轉(zhuǎn)變的過(guò)程放在耐熱鋼管中進(jìn)行,讓熱量通過(guò)管壁輻射給工件,這種裝置稱為輻射管。
電熱輻射管是把電熱元件封閉在保護(hù)套內(nèi),通電加熱后,由套管間接地把熱量輻射給爐襯和被加熱工件。輻射管的加熱適用于通保護(hù)氣氛的和有腐蝕性氣氛的爐子,如連續(xù)爐、滾筒爐、井式爐等等。
將電阻絲以軸向進(jìn)行波折,即將單根電阻絲彎成U形,再互相串聯(lián)或并聯(lián)在一起的電熱輻射管叫做波折式電阻絲輻射管。這種裝配方式的輻射管,由于電阻絲的屏蔽作用降低,在管內(nèi)較高的表面負(fù)荷下,也能確保長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命。
輻射管有下面幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
(1) 可以保證爐內(nèi)氣氛的可控性
(2) 溫度控制、安裝和維修較方便,易于密封;
(3) 由于爐內(nèi)無(wú)馬弗罐,擴(kuò)大了爐膛容積,提高了生產(chǎn)能力
(4) 加熱能力強(qiáng),效率高
(5) 節(jié)約了耐熱鋼材
輻射管>> 產(chǎn)品使用材料
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輻射管使用的電熱合金材料應(yīng)具有較高的電阻率,電熱轉(zhuǎn)化率高。由于輻射管放置在套管內(nèi),傳熱過(guò)程與一般敞露型電熱元件不同,其熱屏蔽大,升溫過(guò)程中對(duì)元件溫度進(jìn)行控制,防止元件超溫。輻射管封閉加熱時(shí),電熱元件表面溫度比爐膛溫度高約100℃-150℃。所以在選材時(shí)要分析爐溫、爐內(nèi)氣溫氛圍,選擇正確的加熱材料。 本公司生產(chǎn)的輻射管常使用Cr20Ni80(鎳鉻系)Cr25A15、Cr21A16Nb、Cr27A17Mo2(鐵鉻鋁系)等材料,各材料化學(xué)成份/%如下表: 牌號(hào)CrNiAIMnPSCFeCr20Ni8020-23余量≦0.5≦0.6≦0.02≦0.02≦0.08≦1.0Cr25A1523-26≦0.064-7≦0.07≦0.02≦0.02≦0.06余量Cr21A16Nb21-23≦0.065-7≦0.07≦0.02≦0.02≦0.05余量Cr27A17Mo226-28≦0.065-7≦0.02≦0.02≦0.02≦0.05余量Cr20Ni80使用在500℃-800℃之間,因其穩(wěn)定的、單一的、均勻的固熔體組織,所以具有良好的常溫和高溫力學(xué)性質(zhì),均勻的電氣物理性質(zhì)以及良好的加工工藝性質(zhì)。使用溫度低,使用壽命長(zhǎng),不易損壞等方面區(qū)別于鐵鉻鋁系電熱合金材料。 Cr25A15、Cr21A16Nb、Cr27A17Mo2使用在800℃-1200℃之間,三種材料使用溫度依次升高。塑性低,脆性高是鐵鉻鋁系電熱合金材料大的缺點(diǎn),特別是在400℃-800℃之間,長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)使材料內(nèi)析出“CrFe”型金屬化合物,引起合金塑性急劇下降,出現(xiàn)嚴(yán)重脆化現(xiàn)象,所以鐵鉻鋁系電熱合金材料要避開(kāi)在此溫度區(qū)域內(nèi)進(jìn)行成形加工和使用。 輻射管>> 功率及表面負(fù)荷 表面負(fù)荷是指電熱元件的單位表面積上所擔(dān)負(fù)的電功率值。材料的表面使用負(fù)荷強(qiáng)度越高,材料的使用壽命越短,但材料的消耗量也越小。所以,要合理的選擇元件的熱負(fù)荷強(qiáng)度,使電熱元件具有熱效率高、壽命長(zhǎng)、節(jié)省材料的綜合效果。計(jì)算步驟如下:(1)計(jì)算需要的基本數(shù)據(jù)高使用溫度t(℃)加熱電功率P(W)元件工作電壓U(V)發(fā)熱區(qū)長(zhǎng)度L(m)(2)根據(jù)基本數(shù)據(jù),結(jié)合電熱元件的工作條件,確定使用的電熱合金牌(3)根據(jù)確定使用的電熱合金牌照,參照已知數(shù)據(jù),查附表得出電阻溫度修正系數(shù)Ct。(4)計(jì)算出材料總電阻=U2 Ct/P(5)計(jì)算出每米材料電阻Rm=R/L,結(jié)合電熱合金材料性質(zhì)估算出材料直徑D,再計(jì)算出電熱元件總面積FO。(6)由ω=P/FO得出材料的表面負(fù)荷ω,如果表面符合過(guò)大,則選擇大的絲徑。現(xiàn)國(guó)產(chǎn)輻射管因加熱材料限制,表面符合應(yīng)不超過(guò)2.0W/cm2,低溫情況下可適當(dāng)提高
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