[发明专利]高效节能中温电阻炉

说明书

本发明涉及电阻炉，尤其涉及中温箱式电阻炉。

众所周知，以冶金、化工、机械制造等经济生产部门中，电阻炉是必不可少的重要设备。目前，我国在役的电阻炉多达三十余万台，其总容量在1500万千瓦以上。这些陈旧的设备，每年浪费的电力达160亿度之多，在电力极度紧张的我国乃至世界，设计制造新型高效节能电阻炉，或者用新的设计方案改造旧式电阻炉，已成为亟待解决的问题了。

目前，我国在役的电阻炉，绝大多数是苏联五十年代定型的H型系列电阻炉和由其派生的RJX或RX3型系列电阻炉，以及少数近年从日本和欧美国家购进的电阻炉。从电炉结构上讲，这些电阻炉均无实质上的差别，故本文以RJX系列电阻炉为例，对其结构和将导致的结果简析如下：①现有电阻炉的电炉丝（电热器）分布在炉底板下和炉膛侧面的搁丝砖上，故与电热器相接触的承重部位，不得不用重质耐火砖来保证其高温强度，这是造成炉体中重质耐火砖比率高达1/3以上的重要因素，也是造成蓄热损失大的重要原因;另外，这种电热器的分布方式只能使部分热辐射得到直接利用，故电炉升温慢，电耗大。②现有电炉炉膛的下部均为矩形、上顶曲率半径大于炉膛宽度的1/2，这种拱形炉膛必然带来二个后果，其一是无用空间大、无功能耗大，其二是因拱形顶部存在向外侧向力，必需用顶角砖支承，无凝必将增加蓄热损失。③现有电阻炉炉膛壁面，大多未经高效节能涂料作处理，故辐射条件欠佳;即使处理，在凹凸不平的表面也难保证其良好的辐射效果。④现有电阻炉的长方形炉体不仅存在着不必要的较大的钢材与炉衬材料消耗，还造成了较大的蓄热损失;其炉口均采用重质耐火砖，也是造成较大蓄热损失的原因。⑤现有箱式炉炉门，它是用铸铁壳体内衬轻质耐火砖而成的，其启闭是通过传动机构及配重块使炉门沿炉面上下滑动实现的，其缺点是密闭不严、散热损失大，而且因炉门质量大，蓄热损失相应增大。综上简析可见。现有中温箱式电阻炉之共有的缺点如：因蓄热损失和热扩散损失大、热辐射利用率低而造成的升温慢、工效低、电耗量大等，均是由于炉子设计不合理的必然结果。

本发明旨在提供一种中温电阻炉的设计方案，通过改革炉体结构来降低蓄热损失、热扩散损失和无功能耗，同时改善热辐射条件、提高热辐射的直接利用率，制出工效高、能耗低、用材少的“高效节能中温电阻炉”。

本发明是通过由如下子方案组成的总体设计方案来实现上述目的的：①将现有的长方形炉体改为圆筒形炉体，以节省制炉材料并降低蓄热损失;②除了在炉底板下等间隔分散设置若干块支承炉底板的重质耐火砖和在炉口下沿用重质耐火砖垒砌外，其余垒砌耐火砖处均使用密度为0.4克/厘米³的轻质耐火砖，衬里的其它空间均填以高气孔率的耐热保温材料如：硅酸铅纤维毡、蛭石粉、珍珠岩、矿渣棉或硅酸铝纤维绵等，尽可能降低蓄热损失;③把炉膛的形状改成下部为矩形、上顶横断面曲率半径等于1/2炉膛宽度的拱形炉膛，以减少炉膛无用空间来降低无功能耗;④把电炉丝串在绝缘耐火管或棒上，用挂钩悬吊法将其沿炉膛壁面水平架设在顶部及两侧，提高电热器的直接热辐射效率;同时省去拱形顶角处的顶角耐火砖，进一步降低蓄热损失;⑤在炉膛顶部及所有侧壁表面，均涂复一层高效节能材料，改善热辐射条件、提高热能利用率，⑥把炉门改成由金属框架与铁板制成的盘式门壳并在门壳内衬复硅酸铝纤维毡，制成周边有台阶的并向炉膛凸入的弹性轻质炉门，提高炉门的密闭性，降低热扩散损失;该炉门通过固定在炉口侧的固定轴、装在门框上下框架中部的动轴及两端分别与固定轴和动轴相轴接的联接臂实现启闭，并通过与固定在炉口上下沿的固定轴相轴接的弧形钩和门框上的动轴相卡而使门密闭，15千瓦、30千瓦炉以单扇式炉门为宜，40千瓦及大于40千瓦的电炉以双肩对开式炉门为宜;⑦由于电热器位置均高于炉底板，应在炉底板与炉膛两侧壁间留出间隙，由回流热气流通过间隙及炉底板下的支承耐火砖间的通道加热炉底板下部。按上设计方案制造的炉体是安置在上面为圆弧面的“梯形”座上的，其中小型炉设两个座，大型炉设三个座;所述座与炉体是分离的或者连成一体的。其余有关电热器的引出线与外接受控电源等均采用现有技术，故本文不作繁叙。

所述的由七个子方案构成的总体设计方案中，子方案①、③、④、⑤、⑥是可独立实施的，任取其中的一个、几个或全部子方案实施都能收到一定的提高工效和节能效果。所述子方案②、⑦只有在子方案④实施作为前提才能实施，并取得理想的提高工效和节能效果，子方案④是最关键的技术方案。在包括七个子方案的总设计方案一体实施时，才能收到最佳的提高工效的节电效果。