电热圈的材料

   1906年，A.L.Marsh在英国开发了一种镍铬电热合金Cr20Ni80。1929年，美国的F.B.Lounsberry和苏联的Kolnilov先后在1934年研究了铁中含铝2-6%和Cr7-13%的铁-铬-铝合金的物理性能。在此基础上，制备了铁铬铝电热合金。这两种电热合金是1949年在中国制造的。20世纪70年代，世界各国电热圈厂生产和应用了30多个品牌的电热合金，但只有少数几个生产能力大、应用广泛的品牌。

   镍铬铁型电热合金是以镍或铁为基体的。它们通常含有15-31%的铬和29-80%的NiNi2，并且是奥氏体。如Cr20Ni30、Cr20Ni80、Cr30Ni70等，最高使用温度依次达到950、1100、1200度。加入钙、铈、锆、钛、硅等微量元素可以改善合金的性能。这种合金的表面保护膜由氧化铬（Cr2O3）制成，具有很强的耐腐蚀性、高温强度、良好的成形和焊接性能。缺点是价格高，不适合在硫磺气氛中使用。

   以铁为基体的铁-铬-铝电热合金，含有12-30%的Cr4-8%的Al4，适当的铬铝比和La、Ce、Y等微量元素，可获得高性能的电热合金。如Cr17Al5、Cr25Al5、Cr28Al8Ti等，最高使用温度依次达到1050、1200、1300度。这种合金是铁素体结构。在450～700℃有脆性区，在高温下长期使用容易使晶粒变粗。因此，它具有较低的抗蠕变性能和室温韧性，但电阻率高，抗氧化性好，价格低廉，因而被广泛应用。

   根据合金的化学成分，特别是碳、磷、硫的化学成分，以及添加微量元素提高合金性能和合金纯度的要求，电热线圈厂应分别采用电弧炉法、真空感应炉法和电渣重熔法。为了提高合金的加工性能，在熔炼过程中应加强脱氧，防止钢锭二次氧化，减少偏析和粗大的柱状晶结构。

   镍铬铁合金热塑性加工应避免在含硫大气中加热，防止低熔点硫化镍形成表面裂纹。该合金具有良好的冷塑加工性能。经过退火和软化处理，冷加工变形率可达60-80%。为了防止铁铬铝合金在热加工过程中出现晶粒粗化现象，应防止过热和长时间加热。热加工终止温度一般不高于850℃，冷加工性能差，冷加工时应及时进行再结晶退火处理，采用均匀变形工艺，加强润滑。

   在设计电阻炉时，应考虑电阻炉的功率大小、功率分布、电源电压和相位以及电热材料的使用特性。如果为了安全或为了增加部件的横截面尺寸而保证部件的使用寿命，或当使用较低的电压以防止在真空条件下放电时，则需要使用降压变压器。有时改变元件的接线方式可以完全改变电阻炉的功率。

   在供电线路电压恒定，电热元件电阻相等的前提下，如果接线方式不同，炉内功率也会不同。因此，改变炉内元件的接线方式或切断一组或一个相可以达到改变炉内功率的目的。但是，如果接线方法错误，部件会烧坏。例如，当元件正常工作时，用星形连接法将相电压加到额定电压所消耗的功率就是额定功率。如果改变三角测量方法，相位电压会升高，超过额定电压，功率会增加三倍，从而烧毁组件。如果加热速度快，它必须有更大的功率。由于热损失小，需要较小的功率维持，其相电压可以降低。功率仅为原功率的1/3，完全能满足要求。这种改变方法是正确的。另外，原有的炉子设计是基于星型法来获得合理的截面面积和构件长度，且构件在炉子中的布置是合理的，在这种情况下，改变为三角形连接是不合理的。总之，电压与接线方式的关系与电炉的结构和工艺要求密切相关，必须正确使用。