加熱爐加熱過程

　　圖3 2表示了鋼坯在直接電熱過程中表面和中心溫度的變化。從圖中曲線可以看到，加熱爐加熱的開始階段，物料中心的溫度明顯地低于表面的溫度。但隨著時間的延長，物料溫度升高表面散熱損失增加；加熱時間足夠長以后，中心溫度就會等于表面溫度(曲線的交叉點處，甚至超過表面溫度。因此，直接電熱的加熱時間應當選擇在曲線的交叉點上，或稍前一些，使其在允許的溫度差范圍內，井據此來考慮物料的加熱速度。

　
　　
圖3—2鋼坯接觸加熱時表面和中心溫度的變化
    1一中心溫度；2一表面溫度
 

加熱時間

　　現討論物料直接通電加熱過程中物料溫度及有關參量變化的規律性。

　　圖3—3是直接通電加熱物料電路原理圖。圖中，Rm為物料電阻，Rb與Lb為短網電阻與電感，D為整流管，B為電源變壓器，T為可控硅，C為補償電容，U*為電源電壓，U與I為工作電壓與電流。K1與K2為電路轉換開關，表示改變電路，可以實現直流電加熱，也可以調整工作電壓。

　　為了簡化問題，假設物料是規則的型材(管、棒、線)，材質和溫度均一，物料的電感可以忽略，短網的電阻為定值。并假設物料的比熱容cp和電阻率Io按線性規律變化，即

電熱功率

　　根據上列各式，就可以實現定流加熱和定壓加熱兩種加熱方式。定流加熱是利用可控硅調整工作電壓維持加熱過程中工作電流為指定值；定壓加熱是在工作電壓為指定值的條件下完成加熱過程。在定流加熱過程中，電熱功率Pm只隨Rm成正比地變化。   
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    　定流加熱和定壓加熱兩種加熱方式各有優缺點，都有工業應用。定壓加熱無需自動調節電壓裝置，設備比較簡單；但是加熱過程中電熱功率變化較大，物料溫升較不均勻，電流變化大，變壓器的利用率低。定流加熱設備的工作電壓可以在較大的范圍內調整，適用多品種物料加熱。隨著可控硅調壓技術發展，近來趨向發展定流加熱。
 
    　對于石墨化電爐，由于物料的電阻率溫度系數是負值，在加熱前期為定壓加熱，而后期為定流加熱。定壓加熱鋼坯，升溫到居里點以上，電流趨于穩定，電熱規律也就近似于定流加熱。

    　采用直流電加熱，可以消除電感引起的不良效應，但需增置整流裝置。石墨化電爐改用直流電，可縮短加熱時間，降低電耗。