Nagrzewanie materiałów w piecach elektrycznych za pomocą pieców z łukiem krytym

Ciepło rezystancyjne jest wytwarzane w warstwie materiału sypkiego, a unoszący się gorący gaz pieca przewodzi do niej konwekcyjne przenoszenie ciepła, podczas gdy łuk również promieniuje do niej przenoszenie ciepła. Dlatego materiał sypki jest podgrzewany i podgrzewany, ale topienie jest niedozwolone. W przeciwnym razie górny materiał sypki będzie tworzył skorupę, utrudniając zmniejszanie się materiału pieca i powodując niepowodzenie „rozszerzania”. Podgrzany materiał sypki opada w pobliżu powierzchni żużla i jest podgrzewany przez promieniowanie łuku, a także topiony przez nagrzewanie łuku poprzez konwekcyjne przenoszenie ciepła (uderzenie łuku). Większość ciepła łuku w piecu rurowym jest bezpośrednio przenoszona do stopu znajdującego się pod nim poprzez promieniowanie i konwekcję, powodując jego przegrzanie. Przegrzany stop płynie promieniowo w kierunku elektrody i ogrzewa konwekcyjnie materiał pieca opadający na powierzchnię żużla.
Nagrzewanie materiału i konwersja ogrzewania elektrycznego w piecu z łukiem krytym w piecu elektrycznym odbywa się jednocześnie w warstwie materiału, należącej do ogrzewania wewnętrznego źródła ciepła, o niskim oporze cieplnym i wysokiej sprawności cieplnej. Ogólnie rzecz biorąc, sprawność ogrzewania elektrycznego mieści się w przedziale 0,6-0,8. Topienie materiału jest efektem konwersji ogrzewania elektrycznego i procesu wymiany ciepła. Chociaż ilość ogrzewania elektrycznego może być w pełni pochłonięta przez materiał, konieczne jest przenoszenie ciepła przez proces wymiany ciepła, aby osiągnąć proces topienia materiału wymagany przez proces.
Zgodnie ze stosunkiem ciepła łuku do całkowitego ogrzewania elektrycznego proces topienia materiału można podzielić na dwa rodzaje:
Proces topienia materiałów, głównie przy użyciu ciepła łuku, jest rodzajem pieca z mniejszą ilością żużla, takim jak piec żelazokrzemowy. Struktura warstwy materiału składa się z warstwy materiału sypkiego w części górnej, warstwy stopu w części dolnej, warstwy żużla w części górnej oraz warstwy krzemożelaza w części dolnej. Elektroda pieca skrzynkowego jest zatopiona w warstwie objętościowej, a między jej końcem a powierzchnią żużla generowany jest łuk, tworząc wnękę łuku zanurzonego.
Do tego typu pieców należy piec wielożużlowy, który wykorzystuje głównie ciepło oporowe do topienia materiału. W piecu do wytapiania kamienia materiał pieca (koncentrat miedzi i topnik) jest dodawany przez górny otwór wsadowy i unosi się na powierzchni żużla; Elektroda jest zakopana w warstwie żużla, a ciepło wytwarzane przez konwersję ogrzewania elektrycznego w piecu elektrycznym typu skrzynkowego polega głównie na konwekcyjnym przenoszeniu ciepła do ciepła i stopieniu materiału pieca. Po reakcji topnienia powstaje kamień, który ma większy ciężar właściwy niż żużel. Kamienne osady zbierają się na dnie pieca, a piec kontynuuje produkcję. Żużel jest regularnie odprowadzany z wylotu żużla, a kamień jest odprowadzany z wylotu kamienia.
Elektroda jest zanurzona w warstwie żużla w piecu wielożużlowym, a jej struktura łuku jest inna niż w piecu niskożużlowym. Ze względu na ograniczenie warstwy żużla o dobrej płynności rozmiar wnęki łukowej jest mały i niestabilny, gdzie gaz ucieka w postaci pęcherzyków, co powoduje rozproszenie łuku na kilka niestabilnych mikrołuków.
Głównym źródłem ciepła w piecu bezżużlowym jest ciepło łuku. Proces topienia materiału składa się z dwóch etapów: podgrzewania i topienia. Ogrzewanie materiału pieca opiera się na radiacyjnej i konwekcyjnej wymianie ciepła, wśród których kluczową rolę odgrywa konwekcyjne przenoszenie ciepła. Niezbędne warunki do normalnego topienia w rurowym piecu elektrycznym z mniejszą ilością żużla: moc ogrzewania elektrycznego w warstwie materiału sypkiego powinna być odpowiednia. Jeśli jest za mały, podgrzewanie będzie niewystarczające, a jeśli jest za duży, nastąpi spiekanie; Odpowiednia powinna być również moc grzania łuku elektrycznego. Jeśli jest zbyt duży, łuk będzie zbyt długi, a rozmiar zakopanego łuku będzie zbyt duży. Jeśli łuk jest zbyt długi, będzie zbyt odsłonięty, powodując spiekanie górnej części ubytku, a jeśli rozmiar ubytku jest zbyt duży, warstwa materiału będzie trudna do ustabilizowania; Powinna istnieć odpowiednia warstwa żużla dla łuku zasypanego, który pełni funkcję termistora rezystancyjnego i pośredniczy w konwekcyjnym przekazywaniu ciepła.
Ponieważ temperatura i gęstość materiałów w warstwie materiału są różne, generowany jest ruch konwekcyjny materiałów w celu konwekcyjnego przenoszenia ciepła i poprawy rozkładu temperatury w warstwie materiału. Zasada mechaniki polega na tym, że zgodnie z prawem ruchu konwekcyjnego w płynie cząstki o dużej gęstości toną, a cząstki o małej gęstości wznoszą się. Konwekcja stopionego metalu w warstwie żużla jest serią cyklicznych ruchów, których punktem odniesienia jest koniec elektrody (punkt początkowy i końcowy). Im bliżej znajduje się elektroda, tym silniejsza jest cyrkulacja i tym silniejszy jest konwekcyjny transfer ciepła. Dzięki konwekcyjnemu przenoszeniu ciepła ciepło z warstwy żużla jest przekazywane do znajdującej się nad nią warstwy materiału sypkiego, która jest podgrzewana i topiona w celu zakończenia reakcji chemicznej.
Zgodnie z danymi ogrzewania elektrycznego pieca matowego rozkład gęstości mocy ogrzewania elektrycznego w warstwie materiału jest bardzo nierówny, a ciepło łuku stanowi 40,1 procent całkowitego ciepła, które jest skoncentrowane w pobliżu powierzchni czołowej elektrody; Pozostałe 59,9 procent to ciepło oporowe, które jest rozpraszane w warstwie żużla. Dlatego, chociaż ciepło oporowe jest główną metodą w piecach wielożużlowych, ciepło łukowe nadal stanowi znaczną część.
Wewnętrzne źródło ciepła ogrzewające ciepło elektryczne może być przekazywane do materiałów w czasie. Temperatura każdej części w warstwie materiału w piecu jest inna. Rozkład temperatury spełniający wymagania procesu można uzyskać przez równomierną różnicę temperatur wymiany ciepła. Temperatura na powierzchni czołowej elektrody w warstwie materiału jest najwyższa, a najdalsza od elektrody jest najniższa. Jeśli wymiana ciepła między różnymi częściami materiału jest słaba, materiał w wysokiej temperaturze ulegnie spaleniu, a materiał w niskiej temperaturze nie stopi się, co spowoduje znaczny spadek wydajności cieplnej.

Powyższa treść jest zorganizowana przez firmę Superb heater Company, supergrzejnik. Głównie produkcja profesjonalna: przemysłowe elementy grzejne, elementy do pomiaru temperatury, urządzenia produkcyjne, akcesoria i surowce, takie jak grzejniki rurowe, grzejniki rurowe, grzejniki taśmowe, grzejniki ceramiczne, grzejniki z gumy silikonowej, termopary itp.

Witamy globalnych partnerów branżowych w celu omówienia współpracy!