電阻爐簡介
電熱元件具有很高的耐熱性和高溫強度，很低的電阻溫度係數和良好的化學穩定性。常用的材料有金屬和非金屬
兩大類。金屬電熱元件材料有鎳鉻合金、鉻鋁合金、鎢、鉬、鉭等，一般制成螺鏇線、波形線、波形帶和波形板。非金屬電熱元件材料有碳化矽、二矽化鉬、石墨和碳等，一般製成棒、管、板、帶等形狀。電熱元件的分布和線路接法，依爐子功率大小和爐溫要求而定。電阻爐與火焰爐相比，具有結構簡單、爐溫均勻、便於控制、加熱質量好、無煙塵、無噪聲等優點，但使用費較高。
電阻爐工業電阻爐的分類：工業電阻爐分二類，周期式作業爐和連續式作業爐。
周期式作業爐分為：箱式爐、密封箱式爐，井式爐，鐘罩爐，台車爐，傾倒式滾筒爐。
連續式作業爐分為：窯車式爐，推桿式爐，輥底爐，振底爐，轉底爐，步進式爐，牽引式爐，連續式滾筒爐，傳送帶式爐等。其中傳送帶式爐可分為：有網帶式爐、衝壓鏈板式爐、鑄鏈板式爐等。電阻爐廣泛用於：冶金﹑化工﹑核電﹑軍工﹑機械﹑機車﹑建材﹑五金工具﹑電線電纜等行業。
加熱機理
電阻爐以電為熱源，通過電熱元件將電能轉化為熱能，在爐內對金屬進行加熱。電阻爐和火焰比，熱效率高，可達50－80℅，熱工制度容易控制，勞動條件好，爐體壽命長，適用於要求較嚴的工件的加熱，但耗電費用高。
電阻爐的工作原理
電阻爐是以電流通過導體所產生的焦耳熱為熱源的電爐。
電阻爐以電為熱源，通過電熱元件將電能轉化為熱能，在爐內對金屬進行加熱。電阻爐和火焰比，熱效率高，可達50－80℅，熱工制度容易控制，勞動條件好，爐體壽命長，適用於要求較嚴的工件的加熱，但耗電費用高。
按傳熱方式，電阻爐分為輻射式電阻爐和對流式電阻爐。輻射式電阻爐以輻射傳熱為主，對流傳熱作用較小；對流式電阻爐以對流傳熱為主，通常稱為空氣循環電阻爐，靠熱空氣進行加熱，爐溫多低於650℃。
按電熱產生方式，電阻爐分為直接加熱和間接加熱兩種。
在直接加熱電阻爐中，電流直接通過物料，因電熱功率集中在物料本身，所以物料加熱很快，適用於要求快速加熱的工藝，例如鍛造坯料的加熱。這種電阻爐可以把物料加熱到很高的溫度，例如碳素材料石墨化電爐，能把物料加熱到超過2500□。直接加熱電阻爐可作成真空電阻加熱爐或通保護氣體電阻加熱爐，在粉末冶金中，常用於燒結鎢、鉭、鈮等製品。
採用這種爐子加熱時應注意：①為使物料加熱均勻，要求物料各部位的導電截面和電導率一致；②由於物料自身電阻相當小，為達到所需的電熱功率，工作電流相當大，因此送電電極和物料接觸要好，以免起電弧燒損物料，而且送電母線的電阻要小，以減少電路損失；③在供交流電時，要合理配置短網，以免感抗過大而使功率因數過低。
大部分電阻爐是間接加熱電阻爐，其中裝有專門用來實現電-熱轉變的電阻體,稱為電熱體，由它把熱能傳給爐中物料。這種電爐爐殼用鋼板製成，爐膛砌襯耐火材料，內放物料。最常用的電熱體是鐵鉻鋁電熱體、鎳鉻電熱體、碳化矽棒和二矽化鉬棒。根據需要，爐內氣氛可以是普通氣氛、保護氣氛或真空。一般電源電壓220伏或380伏，必要時配置可調節電壓的中間變壓器。小型爐（<10千瓦）單相供電，大型爐三相供電。對於品種單一、批料量大的物料，宜採用連續式爐加熱。爐溫低於700□的電阻爐,多數裝置鼓風機，以強化爐內傳熱，保證均勻加熱。用於熔化易熔金屬（鉛、鉛鉍合金、鋁和鎂及其合金等）的電阻爐，可做成坩堝爐；或做成有熔池的反射爐，在爐頂上裝設電熱體。
功率
電阻爐維護
電阻爐磚砌爐常見故障主要是加熱體和砌體的局部修理；鹽浴爐常見故障是漏鹽和電極腐蝕；真空爐常見故障是加熱體損壞和爐體泄漏。針對常見故障現象和原因，應注意砌築爐體時的方法、結構和選材。
1．整體築爐
普通熱處理電阻爐整體築爐時，磚砌爐的原砌擱加熱體高鋁擱磚尺寸處應留下插擱磚的槽。日常的修理主要是換爐絲擱磚和爐絲。
對鹽浴爐故障――漏鹽和電極腐蝕，採用澆築法解決爐體漏鹽；針對電動機易腐蝕，將爐體澆築成兩體，即電極單獨澆築成一個階梯形的塊，電極腐蝕後，只拆除需更換電極部分。
2．磚砌爐方式
(1)採取針對性修理，注意較大磚砌爐的後牆、側牆、爐門拱、爐膛拱頂等彼此之間不要互相咬合壓死，這樣局部損壞時不用扒爐整體重砌，可對以上幾部分單獨修理。 如爐子拱腳不一定要支在側牆上，可支在爐子兩側鋼結構的拱腳樑上，使爐牆不受拱頂的力，對爐牆和拱頂都有好處。但考慮拱腳梁的受熱膨脹，要留有空隙。砌拱頂磚時，從兩側拱腳同時向中心對稱砌築。拱頂鎖磚不得砍削，鎖磚應準確地按拱頂的中心線進行分布。
(2)對爐體外露、溫度有急劇變化和活動的部分，如爐門、爐門拱等，應採取以下方法：砌爐時兌高模數水玻璃，增加燒結後的爐門、爐口整體性，並在其外漏部分用高溫粘合劑貼上上耐火纖維氈條(根據對爐子氣氛的影響和爐子的工作溫度選擇粘合劑和耐火纖維種類)。在砌爐門時，將爐門平放在地面，從兩端向中間砌，最後一層磚“擠”進去。 如果爐牆是用兩種或兩種以上的磚砌築時，當牆的每一種磚單獨砌，則猶如一組單牆。經過多次加熱和冷卻，不同種磚砌的爐牆易分離。為保持爐牆的整體性和穩固性，採取每隔5～8層，在砌磚層高度相同重合的地方，內外牆互相拉固的砌築法，即將耐火磚的一半插入另一磚層中，或用金屬錨固件固定。 設計爐襯時，爐襯的每層爐絲擱磚應“嵌”在爐襯牆中，不要壓死。在擱磚斷裂時，可換擱磚。最底層的爐絲高鋁擱磚爐底直接砌成一體，不懸空。
(3)砌體要求錯縫砌築、泥漿飽滿、橫平豎直，砌體砌好以後不能有內外串通氣體。砌磚必須跟著準線走，俗語“上跟線，下跟楞，左右相跟要對平”，不要“游頂走縫”。砌在牆上的磚必須放平，且磚縫不能一邊厚、一邊薄產生傾斜。半磚厚的牆完全用順磚砌築；一磚厚的牆用頂順磚砌築；一磚半厚的牆用一列頂砌、一列順砌的磚來砌築；兩磚厚的牆採用一層是由兩列順磚的磚和他們中間的一列頂磚，另一層由兩列頂磚砌築。在砌的過程中，要經常檢查砌磚層的水平，全面檢查砌牆的垂直和平整。
(4)磚縫是砌體最薄弱的地方，其位置應避開砌體的受力部位、隔熱磚層和爐子骨架。磚縫以耐火泥漿填滿，乾砌時以耐火粉料填滿，使耐火砌體成為一個整體。膨脹縫不能貫通砌體，不能有冒火、漏氣等現象，要上下左右錯開留設。膨脹縫處塞耐火纖維、石棉製品等，不要掉入泥漿、碎磚等雜物。砌體內有金屬構件時，要在金屬構件和砌體之問留出膨脹縫。
(5)引出棒用耐火管必須對正爐殼上的孔，如果孔的中心高度不對，一般可適量磨去支撐爐絲擱磚的粘土磚下部。爐絲擱磚採用高鋁材質，高鋁磚 Fe2O3<1.5％。氧化鐵在450～550℃時，是促進氣氛中一氧化碳析出碳黑反應的催化劑。碳黑沉積在磚中後使其體積脹大，從而導致砌體的強度下降和早期破壞。 輕質耐火磚的使用溫度要低於該磚燒結溫度70～100℃，以免產生大的重燒收縮而引起磚縫裂開和磚的破裂。對於爐底和拱基等承受較大負荷的部分，要用耐火粘土磚砌。箱式爐爐門口磚因工件進出易損壞，底層磚可用重質高鋁磚。
電阻爐(1)環境溫度方面嚴格按照《工業爐砌築工程施工及驗收規範》的有關要求。對關鍵之處可預砌，檢驗各項技術參數，在合適後再正式砌。
(2)對局部進行的針對性修理時，拆除要保證砌體不修理部分的完整和不鬆動，消除砌體倒塌，或個別磚塊掉落的可能。爐內拆修部分澆水時，可用細水噴濺，要避免使水積存在爐內和流到不需進行修理的部位；留用的舊砌體要找平、找齊；如有階梯形凸台，要認真清理乾淨；要注意新舊砌體間的結合，當舊泥漿粘接牢固，不易除去，在咬砌階梯形磚體時必須使用稀泥漿；對於低洼不平的地方，可用帶碎磚的濃稠泥漿填堵。拔取斷裂擱磚時，不能直接拔取已經斷頭的擱磚，首先拔取斷頭附近完好的一塊擱磚，左右搖晃，輕輕取出，最後再取斷頭擱磚。不能用硬物強敲硬取，以免爐襯產生裂縫。修換耐火管時，首先拆除絕緣體，取走引出棒，然後用專門的鉤子輕輕敲擊管子，使其鬆動，插入管子末端，將其鉤出。注意別弄碎硅藻土磚。在砌牆過程中，如有停歇或砌磚有暫時性的阻障時，不要留垂直的插口，要將砌層砌成階梯形的退台或探出形的錯台。砌好的牆不能用砸磚調整的方法，牆有較大偏差，應拆掉重砌。砍磚要砍得整齊準確，泥漿要隨拌隨用。
(3)砌時要注意選磚。對將要砌在同一層的磚進行挑選，要儘量選擇外形尺寸相同的磚(國標規定一級磚的質量要求允許磚的尺寸偏差是±2mm)。要檢查磚面，觀察外形、顏色，檢查尺寸公差、扭曲、缺角、缺棱、熔洞、渣蝕及裂紋等，其表面必須平滑、不應有裂紋、渣蝕和玻璃化，沒有缺棱掉角，其斷而組織必須均勻一致，不應有大的雜物，不允許有孔隙、裂紋和層狀組織，各熟料顆粒不應脫落和破裂，不能受潮。把燒結良好、無缺陷的磚塊，擺在正手端面，砌在爐膛裡面。缺棱掉角的或經過加工的磚面，不能砌於爐膛直接與火焰、鋼液或爐渣接觸的地方(不應朝向爐膛或是與爐氣接觸的地方)，以及承受重力的部位。
日常修理
電阻爐1．加熱元件的損壞
普通熱處理電阻爐非真空爐加熱元件主要採用鐵鉻鋁(如OCr25Al7Mo2)和鎳鉻合金(如Cr20Ni80)，真空爐主要是鉬質加熱元件。
(1)真空爐鉬質加熱元件損壞時，更換鉬加熱帶局部損壞的部分。將損壞部分截掉，取一節和原尺寸相同的鉬片，用2～3mm厚的鉬片兩面夾住，配打螺釘孔，再用鉬螺釘擰緊。在日常檢查中發現鉬片有變形、下墜、倒伏等現象時，可用噴燈烘烤使其變軟，用外力恢復其應有形狀及相關尺寸，再用鉬絲吊起捆綁固定。
(2)合金的正常損壞，主要是氧化變細變脆、搭接短路、過燒或被介質侵蝕等現象。鎳鉻合金比鐵鉻鋁合金使用壽命長，帶狀較絲狀為長，連續工作比間斷工作為長。鎳鉻合金塑性好，拉拔、繞制容易，經高溫加熱也不易脆化，便於返修和焊接。鐵鉻鋁合金電阻係數較大，電阻溫度係數較小，與鎳鉻合金相比可節約材料，且功率穩定，耐熱性能也較高，具有較強的抗滲碳和耐硫、耐各種碳氫氣體的能力，只是加工性能稍差，拉拔、繞制比較困難，安裝時在爐外調整合適，必要的彎曲和壓縮套用氣焊烤校；熱膨脹係數較大(高溫強度低和蠕變伸長大)，安裝要留有餘地；焊接時要儘量縮短時間，以縮短熱影響區的長度。
2．故障修理
加熱體長期工作會出現變軟、膨脹、下墜、先倒伏搭接、後熔斷(融)等現象。為使爐絲在高溫下具有一定的強度，防止軟化、倒塌或下垂，首先要設計好爐絲的結構尺寸，如螺鏇形電阻絲，要注意合金元件直徑、螺距和螺鏇中徑等。加熱體安裝要緊靠爐襯，在擱磚上要放平，適當留有其膨脹空間。小鉤位置要合適，一般 400～600mm一個，並能牢固鉤住防止趴下。此外，為防止爐絲間接觸，要墊隔離片。可用95瓷等耐高溫材料做成的薄片隔離電阻絲，防止搭接。尤其爐膛擱磚層與層之間的轉換處(在砌爐時，擱磚與前後端牆之間一般留50mm空隙，用於電阻絲的轉彎和安裝)，要預先墊上瓷片，或爐絲套上瓷管(瓷管要頂到頭)。高溫爐不能用硅藻土磚鋸的薄片墊在爐絲中間，因硅藻土質磚耐熱較差，只能用在900℃以下，在高溫爐中易溶解變質。對出現倒伏趨勢的爐絲，檢查爐絲小鉤是否發揮作用(架設電阻絲帶的爐鉤必須砌牢、壓住、塞緊，不得鬆動)，並可用氣焊或噴燈烘烤爐絲等使其變軟，再恢復其原有形狀和尺寸，以及在爐絲中穿套瓷管(瓷管中可穿芯棒)等。如果同時使用兩根瓷管，瓷管端頭必須緊靠。
加熱體對一般斷頭可直接焊補，對於倒塌嚴重，不能整直的，局部過燒部分損壞嚴重的，一般可採用換補一段的方法，不必因其中局部不合格就整套報廢，要注意用於補焊的電阻絲的材料、直徑、螺距及長度等要符合原技術要求，新補的電阻絲不能有裂紋、鏽蝕等缺陷，要疏密均勻。使用舊的電阻絲時，電阻絲不能有明顯的粗細不均、氧化腐蝕、裂紋變形和老化變脆等現象。舊引出棒不能有嚴重的氧化和腐蝕現象。3．焊接工作中的注意事項
合金元件的焊接與一般金屬結構的焊接不同，它要求焊接接頭部分能承受外力而不至折斷。焊接方式主要用對焊和插合焊補，也可用鑽孔焊、銑槽焊、對焊、搭焊等。焊前要清理合金表面的氧化皮、鐵鏽或其他污垢，用砂布將焊接部分的金屬基體暴露出來。溫度要掌握好，避免夾渣、氣孔和焊不透等現象。更換合金元件較多時，焊好後要測量一下整個爐子的冷態電阻和三相電流平衡，進行適當調整，使其符合原設計要求。
修理鎳鉻合金時，首先將其折斷以了解元件氧化情況。氧化嚴重時，銀白色的鐵芯很細，補焊時容易燒斷，即使勉強補焊，也使用不了多久；氧化不太嚴重，可用搭接法；如還比較新，可用對接法。一般多用氣焊，鎳鉻電阻絲作焊絲。採用對接法時，要用中性焰，火焰體積要小，焰心要直，熱量要集中；採用搭接焊法時，搭接長度，電阻絲不小於直徑的10倍；電阻帶不小於頻寬1倍。鎳鉻合金元件與引出棒之間的焊接採用搭焊或對焊。加熱過的鐵鉻鋁合金不允許在冷態下彎曲、拉伸或劇烈振動，若需整形或展開螺距必須加熱至暗櫻紅色進行。用電弧焊，焊條用稀土鐵鉻鋁焊條，採用插合補焊和間斷式焊接方法，以控制其受熱範圍和過熱程度。也可用銑槽焊、鑽孔焊和銑槽冷焊方法。鐵鉻鋁合金元件與引出棒之間一般用鑽孔焊。如果一層爐絲擱磚中間會有一兩塊斷裂或不絕緣，當用一根直的電阻絲，跨過斷裂或不絕緣的爐絲擱磚，直接焊接，會造成該組爐絲電阻小，工作時從外觀看，就比其他爐絲紅，使用壽命變短。可採用在新換的爐絲中穿套瓷管，瓷棒(瓷管穿芯棒)墊起懸空，架在兩擱磚間，象架橋一樣，跨過斷磚的方法或在不絕緣擱磚上墊瓷片的方法，這樣不改變爐絲原有參數。
三、其他
對爐體進行較大面積的修砌後，要烘爐。烘爐前，要用搖表檢測設備的絕緣，一般不小於2MΩ。磚砌爐烘爐分三個階段：①水分排出期O～200℃，是泥漿中的水分和砌體中潮氣的排出期，必須打開爐門，同時保溫時間較長。②砌體膨脹期是砌體開始膨脹及膨脹變形期，這時升溫不超過50℃/h。③保溫期600℃以上，每升高100～200℃，要保溫一段時間，過急易損壞砌體。
(1)編制使用維護操作規程，建立運行記錄和修理檔案，統計運行累積工作時間，加強日常維護，掌握設備技術狀態變化趨勢，及早發現故障損壞苗頭，避免屬於事故搶修性質的熱修，並根據爐子負荷和工作狀況，提前有針對性地準備修理用料，編制修理工藝。如合金元件的使用壽命長短與工作溫度、爐內介質、元件質量及操作情況等許多因素有關，其波動壽命6000～10000h。真空爐一般在春秋季節泄漏故障較多，長期閒置時泄漏故障易發生。採取每月一次測壓升率(在常溫下，關閉所有真空閥，停止真空系統運轉，1Omin後讀一個數，1h後再讀一個數，兩數之差是壓升率的數值)，掌握設備泄漏變化趨勢，如真空設備連續停機一個禮拜，要空運轉一次。在真空系統檢漏時，除用真空泥糊堵外，也可用醫用針管吸乙醚射劍所懷疑的漏點處，觀察真空表讀數有無變化。也可製作留有插真空矽管孔的盲板，分段封堵真空管路，進行檢漏。擴散泵有積炭可用化學酸洗的方法清洗。
(2)磚砌爐修好後的使用初期要經常進行檢查，檢查使用後的爐表溫度和爐子溫度是否過高、加熱體是否存在過熱燒斷、溫度不均或發白等現象。對於三相高溫電爐，以及電阻爐容量超過100kW時，每相、每一個加熱區都應安裝有電流表，發現爐溫與儀表指示不正常，及時分析處理。
(3)不能超負荷使用沒備，合金元件的最高使用溫度是指元件在乾燥空氣中允許的本身表面溫度，並不是指加熱物質的溫度或電熱元件周圍的溫度。要注意電熱元件本身的溫度一股比它周圍的介質溫度或被加熱溫度高100℃。
(4)要避免熱處刪產品，尤其足銅、鋁、鋅、錫、鉛等與電加熱元件接觸，無論是細粉、熔液或蒸汽等，防止在電加熱體表面侵蝕形成“麻坑”，截面變小，最後過熱而燒斷。
(5)測爐溫均勻性時，應注意測溫觸點的定位捆綁方式，以及離加熱元件的遠近。
爐內經常(至少每月)用毛刷、掃帚或壓縮空氣、吸塵器等清潔爐膛和擱磚，要防止爐內氧化皮等雜質掉在電熱元件上，發生短路，甚至燒壞擱磚。底板、坩堝、爐罐等耐熱鋼構件每使用一段時間，最好吊起敲擊，清除其氧化皮。氧化鐵皮等雜質如不及時清除，就會熔融與耐火磚發生反應，使爐絲熔化。
(6)爐子升溫後，不能長時間開啟爐門。當溫度高於400℃時，不得急劇冷卻。對於電熱元件在溫度高、冷熱變化大情況下，容易引起氧化掉皮。對於鉬加熱爐，EI常使用維護中注意應冷卻至200℃以下方可停送保護氣。
(7)引出棒與線夾子應接觸良好，引出棒與夾子接觸而應光滑。引出棒不能有發紅現象，供電時線夾子的升溫最高不超過60℃。注意由於升溫停爐時的熱脹冷縮以及蠕變伸長等，引出棒接線夾子的螺栓容易發生氧化鬆動，形成虛接短路，要定期檢查擰緊。
常見故障現象及檢修方法
一、不升溫
1、電源電壓正常，控制器工作正常，電流表無顯示，常見故障為電爐絲斷路，可用萬用表檢查並用相同規格的電爐絲更換
電阻爐2、電源電壓正常，控制器不能工作，可檢修控制器內部的開關、熔斷器及爐門的行程開關。如果電爐的爐門沒有關好控制器也不能工作，控制器故障的檢修方法可參閱控制器說明書。
3、供電電源的故障：不接電爐時工作正常，接電爐時不能正常工作，控制器內發出連續的噠噠聲音其原因為供電線路的電壓降太大或插座及控制開關接觸不好，可調整或更換。
二、升溫慢
1、電源電壓正常，控制器工作正常，常見故障為部分電爐絲斷路，可用萬用表檢查並用相同規格的電爐絲更換。
2、電源電壓正常，但是電爐的工作電壓低，其原因為供電線路的電壓降太大或插座及控制開關接觸不好，可調整更換。
3、電源電壓比正常電壓低，電爐工作時加熱功率不足。三相電源缺相，可調整檢修。
三、溫度異常
1、熱電偶沒有插入到爐膛內，造成爐溫失控。
2、熱電偶的分度號與溫控儀表的分度號不一致，將造成爐溫與溫控儀表顯示的溫度不一致。
電阻爐操作流程
一、工作前的流程
1、檢查爐內是否乾淨，清理雜物，確保爐內乾淨。
2、檢查爐壁，爐底板是否有破裂等損壞。
3、電阻絲和熱電偶引出棒的安裝緊固情況，檢查儀表是否正常。
4、檢查電阻爐爐門開關是否靈活。
5、確保各項正常以後，開始放工件。
二、工作中的流程
1、放工件時確保電源關閉。
2、輕拿輕放以免砸壞電熱元件、爐底板等；
3、嚴禁投放潮濕的工件，爐內加熱的工件和電熱元件應保持50—70mm的距離；
4、工作中檢查各種儀表儀器，如有異常，及時維修。
5、爐溫在700℃以上時，不準打開爐門降溫或出爐，以免因驟冷而減短爐子壽命。
三、工作後的流程。
1、切斷電源
2、輕拿輕放工件，確保不要損壞爐體和工件。
3、重新裝爐，按以上程式重複進行。
4、清理論內雜物，確保乾淨。
5、注意日常保養工作。
