硅鉬棒熱功率計(jì)算與加熱件的選取
硅鉬棒爐相關(guān)參數(shù)的計(jì)算大多采用熱功率公式。人們通過(guò)民期實(shí)踐總結(jié)出箱式電爐的功率與其爐膛的容積存在著一定的關(guān)系,即爐膛容積越大,裝爐量越多,消耗的熱量也越多,需要的功率越大。
根據(jù)上述分析,可以配置該爐的功率,具體關(guān)系如式(1)所示:
式中:P為電爐功率,kW; K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),無(wú)量綱;V為爐膛有效容積,m3。
在不同溫度下,電阻爐的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K的取值范圍如表1所示。
對(duì)于箱式電爐,K取上限;對(duì)于井式電爐,K取下限;對(duì)于要求快速升溫或使用頻次高的電爐,K取上限。遵循這一原則,經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K取200。
根據(jù)測(cè)量尺寸計(jì)算得到的硅鉬棒爐的有效容積約為0. 019 8時(shí)。將上述數(shù)據(jù)代入式(1),計(jì)算得到電爐電功率應(yīng)為14. 64 kW。考慮到10%的裕度,電爐電功率取為16 kW。
硅鉬棒爐的加熱件由八根U型硅鉬棒串聯(lián)組成,硅鉬棒的冷端與熱端焊接面是硅鉬棒的薄弱點(diǎn),因此要小L安裝,防止損傷該焊接面。
硅鉬棒具有以下兩個(gè)特性。
第一個(gè)特性是硅鉬棒的主要成分二硅化鉬在高溫氧化環(huán)境中使用時(shí)能在表面形成一層石英玻璃保護(hù)膜。該膜能阻止二硅化鉬的氧化,在700℃以下,二硅化鉬不能形成保護(hù)膜,因此要求二硅化鉬必須盡快通過(guò)室溫至700℃這一溫區(qū)。
第二個(gè)特性是硅鉬棒的電阻修正系數(shù)隨著溫度的升高而明顯增大。
電阻修正系數(shù)的計(jì)算公式為:
式中:Ct為電阻修正系數(shù),無(wú)量綱;P為t℃時(shí)硅鉬棒的電阻率, P20為20℃時(shí)硅鉬棒的電阻率,Ω.m。
在使用過(guò)程中必須注意硅鉬棒的兩個(gè)特性,并據(jù)此編制合理的工藝程序。
不同溫度時(shí)的硅鉬棒電阻修正系數(shù)如表2所示。
從式(2)和表2可以得知,在溫度較高時(shí)的硅鉬棒加熱件的阻值較低溫時(shí)高。因此,要確保設(shè)備安全、可靠運(yùn)行,低溫時(shí)必須將主回路的電壓和電流控制在允許范圍內(nèi)。
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