延长电阻炉辐射管的使用寿命

刘 刚

(上海大学，上海 200072)

1.背景

公司主要生产乘用车轴颈类零件，日产量超过10 000只。公司热处理车间现用的连续式网带炉为间接加热电阻炉，适用于品种单一、批料量大的物料。

电阻炉与火焰炉相比，热效率较高，可达50%～80%，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，适用于要求较严的工件加热，但电耗高。按电热产生方式，电阻炉分为直接加热和间接加热两种。电阻炉中装有电阻体，即辐射管，可将热能传递给炉中物料，并装置鼓风机以确保加热均匀。辐射管使用寿命较短，进口管可用1年，而国产管仅能使用半年左右，而且更换辐射管至少耗时72h，影响生产。如何提高辐射管使用寿命，成为迫在眉睫的问题。

2.工作原理

电热辐射管是把电热元件封闭在保护套内，通电加热后，由套管间接地把热量辐射给炉衬和被加热工件。辐射管的加热适用于通有保护气氛的和有腐蚀性气氛的炉子，如连续炉、滚筒炉、井式炉等。

电热辐射管优点如下：

(1)可以保证炉内气氛的可控性；

(2)温控、安装和维修较方便，易于密封；

(3)炉内无马弗罐，扩大了炉膛容积，生产能力高；

(4)加热能力强，效率高；

(5)节约了耐热钢材。

3.缺陷分析

辐射管的损坏，大部分是因保护套毁坏，少量是因电热元件损坏。通过观查，发现保护套损坏首先是有金属熔化，常用电热元件金属的熔点是1 450～1 550℃，只有超过这个温度才有可能熔化。分析认为电压波动是超温的元凶。因此降低电压，可避免保护套烧坏、击穿现象，从而提高辐射管的使用寿命。

4.改进方案

由于电热辐射管的电阻太小，所以在炉子和电力网之间配备一台电阻炉变压器，可降低和调节电炉的输入电压，可延长辐射管的使用寿命的功能。

工业电炉变压器可分为3类：电阻炉变压器、电弧炉变压器和感应炉变压器。此次选用的电阻炉变压器适用于机械零件加热炉。根据网带炉的工作原理，公司对该条生产线分步进行了改造。

(1)在“Ⅰ区”加装变压器，每个电热辐射管端电压由原来的110V降至50～55V。其他3个区域暂时不安装变压器，以对比验证措施有效性。

(2)经1年多的实践及数据跟踪，效果比较明显，所以逐步推广使用，整体改制如图1所示。

图1

实践证明，采用低电压可以减少电热元件氧化程度，同时加热元件被腐蚀的速度也可以大大降低；电阻炉4个加热区变压器Y-Y型接线法详见图2、3、4。

5.经济分析

公司对连续炉的辐射管使用、更换情况进行跟踪。选取“Ⅰ区(降压)”与“Ⅱ区(未降压)”的辐射管各10根，对其1年使用情况进行统计。

结果表明，辐射管的平均寿命由原来的5.7个月提高到9.7个月，整体提高使用寿命70%，节约了生产成本，提高

图2

图3

图4

了生产效率。此改造方案应进一步推广使用。