电热干燥窑的设计与应用

摘要：本着节能降耗节约投资的思想，本次设计着重考虑在原来电窑烘烤单支KR搅拌头能耗的基础上降低能耗和降低新建电窑的投资成本。

关键词：热损失系数；加热功率；电阻温度系数

中图分类号：TQ175.6 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 08-0000-01

The Design and Application of Electric Drying Kiln

Liu Shaobin

(Laiwu Iron&Steel Group Co.,Ltd.,Taidong Industrial Co.,Ltd.,Laiwu271104,China)

Abstract:In the energy saving ideas save and invest,consider this design focuses on baking in the original single electric kiln KR stirrer to reduce energy consumption based on energy consumption and reduce the cost of new investment in electric kilns.

Keywords:Heat loss coefficient;Heating power;Resistance temperature coefficient

自2010年3月开始着手开发KR搅拌头，到2010年6月KR搅拌头研发成功，随之也带来了加热设备的问题，原有的罩式干燥窑按照温度曲线烘烤下来用电量在3700KWH，光电费一项生产成本为2600元/一个搅拌头，本次设计设依据KR搅拌桨的需要配套设计，由于原来的电热干燥窑的炉腔尺寸放一个空间较大，两个又放不下，在加热过程中造成大量热量浪费，每烘烤一个KR搅拌桨的用电量是3700KWH，生产成本较高，本着节能降耗节约投资的思想，本次设计重要电器零部件都是与2009年建设的350KW电窑共享。通过一个三刀双掷400A的开关把可控硅、智能温度控制仪、空气开关、开关电源应用于两个电窑。

一、技术方案

根据KR搅拌桨的涉及尺寸图一，确定电热干燥窑的尺寸图二，本方案电气原理图见（图三）

图一

图二

图三

二、功率确定

根据公式P理=C*τ-0.5*F0.9*t1.55…………………………（1）

式中：P理为理论耗能总功率（kw）；c为热损失系数；τ为升温时间（根据生产工艺要求加热时间为60小时）；F为电窑内腔表面积；t为窑腔最高温度，由于热传递因素根据我们对电窑的运行经验最高值取850℃。

F=3.14*0.56*1.52+3.14*1.3*1+3.14*0.652+3.14*0.652-3.14*0.0.282=9.16m2

对于电窑表面表面温度Q70℃，热量损失系数取7.5*10-3.67

将以上已知数代入（1）

P理=7.5*10-3.67*60-0.5*9.160.9*8501.55=52.779KW

一般P实=KP理……………………………………………（2）

一般K=1.2―1.3，取其中间值K=1.25，

P实=1.25*52.779=65.974KW

为了保证设备部处于满功率工作状态，提高电热干燥窑电阻带使用寿命，必须保证7%的功率余量，

P加热总功率=P实*（1+7%）=65.974*1.07=70.59

所以本次设计功率71KW

三、电阻带选择

常见的电热材料及特性如下：

（一）钼。钼属于高熔点稀有金属，熔点2630℃，硬而坚韧，高温下具有持久、强度、导电性好，抗腐蚀性强。仅有稀硝酸、沸腾的盐酸、热王水（浓盐酸（HCl）和浓硝酸（HNO3）组成的混合物，其混合比例从名字中就能看出：王，三横一竖，故盐酸与硝酸的体积比为3：1）才能溶解钼。但是容易氧化，适合应用于真空及还原气氛中。

（二）钨。钨属于难容稀有金属，熔点3410℃，在2000-2500℃的高温下，其蒸汽压（分子会蒸发为气态分子）仍然很低，蒸发速度小，在常温下比较稳定不受空气侵蚀，在高温时钨激烈地被氧化，能与氯气、氮气反应。

（三）镍铬合金。其熔点随合金的成分而定，约1400℃，在1100℃一下的电窑均，作为电热元件，镍铬合金在高温下不易氧化，因为其表面生成氧化铬保护内部不被氧化，不需要任何保护气体，电阻率ρ=1.11Ωmm2/m,电阻温度系数α=8.5*10-5-14*10-5，故升温时，电阻率稳定，另外其强度也较好，能绕制各种形状。

（四）铁铬铝合金。熔点逼镍铬高，约1500℃，不易被氧化，但是强度不高，这种合金加工性不太好，硬脆、可焊接性差、在高温下与酸性耐火材料反应、膨胀系数大。

综合以上4中加热原件根据我们制作电窑的要求，我们选择镍铬合金电阻带作为加热原件。选择规格为厚2mm，宽10mm，根据镍铬合金电阻率为ρ=1.11Ωmm2/m,P=*U*I=71KW，

我们选择了60米厚2mm，宽10mm镍铬电阻带，经过查询镍铬合计表面承载最高不超过6W/cm2。我们取值5W/cm2计算60米镍铬电阻带载荷能力=（0.2*2+1*2）*6000*5=72KW.

四、结束语

经过设计、制作、运行目前运行效果良好，基本满足KR搅拌图的烘烤需求。只是烘烤温度不均匀，热风循环系统有待进一步改进。

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