Tài liệu Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện ppt

Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

1

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
CỦA LÒ ĐIỆN TRỞ.


1.1 . GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN:
1.1.1. Định nghĩa:
Lò điện là một thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng, được sử
dụng rộng rãi trong các quá trình công nghệ khác nhau và nấu luyện các vật
liệu, các kim loại và hợp kim khác nhau
-Lò điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật.
+Sản xuất thép chất lượng cao.
+Sản xuất các hợp kim phe-rô.
+Nhiệt luyện và hoá nhiệt luyệ
n.
+Nung các vật phẩm trước khi cán, rèn đập, kéo sợi.
+Sản xuất đúc các kim loại bột.
-Trong các lĩnh vực công nghiệp khác.
+Trong công nghiệp nhẹ và công nghiệp thực phẩm, lò điện được dùng
để sấy, mạ vật phẩm và chuẩn bị vật phẩm.
+Trong các lĩnh vực khác, lò điện được dùng để sản xuất các vật phẩm
thuỷ tinh, gốm sứ, các loại vật liệu chịu l
ửa
Lò điện không những có mặt trong các ngành công nghiệp mà ngày
càng được phổ biến trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người một
cách phong phú và đa dạng: Bếp điện, nồi cơm điện, bình đun nước điện, thiết
bị nung rắn, sấy điện

Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

2

1.1.2. Ưu điểm của lò điện và các lò sử dụng nhiên liệu:
Lò điện so với những lò sử dụng nhiên liệu có những ưu điểm sau:
-Có khả năng tạo được nhiệt độ cao.
-Đảm bảo tốc độ nung lớn và năng xuất cao.
-Đảm bảo nung đều và chính xác đo dễ điều chỉnh chế độ điện và nhiệt độ
.
-Kín.
-Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá quá trình chất dỡ nguyên liệu
và vận chuyển vật phẩm.
-Đảm bảo điều kiện lao động hợp vệ sinh, điều kiện thao tác tốt, thiết bị
gọn nhẹ.
1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ.
1.2.1. Nguyên lý làm việc của lò điện trở.
Lò điện trở làm việc dựa trên cơ sở khi có một dòng điện chạy qua một
dây dẫn hoặc vật dẫn thì ở đó sẽ toả ra theo một lượng nhiệt theo định luật
Jun-Lenxơ:
Q=I
2
RT
Q- Lượng nhiệt tính bằng Jun(J)
I- Dòng điện tính bằng Ampe(A)
R-Điện trở tính bằng Ôm.
T-thời gian tính bằng giây(S).
Từ công thức trên ta thấy điện trở R có thể đóng vai trò:
-Vật nung: Trường hợp này gọi là nung trực tiếp.
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

3
-Dây nung: Khi dây nung được nung nóng nó sẽ truyền nhiệt cho vật
nung bằng bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt hoặc phức hợp. Trường hợp này gọi là
nung gián tiếp.
Trường hợp thứ nhất ít gặp vì nó chỉ dùng để nung những vật có hình dạng
đơn giản(tiết diện chữ nhật, vuông và tròn).
Trường hợp thứ hai thường gặp nhiều trong thực tế công nghiệp. Cho nên
nói đến lò điện tr
ở không thể không đề cập đến vật liệu làm dây nung, bộ
phận làm phát nhiệt của lò.
1.2.2. Những vật liệu làm dây nung:
a. Yêu cầu của vật liệu làm dây nung:
Trong lò điện trở, dây đốt là phần tử chính biến đổi điện năng thành
nhiệt năng thông qua hiệu ứng Joule. Dây đốt cần phải làm từ các vật
liệu thoả mãn các yêu cầu sau:
- Chịu được nhiệt độ cao,
- Độ
bền cơ khí lớn ,
- Có điện trở suất lớn(vì điện trở suất nhỏ sẽ dẫn đến dây dài khó bố
trí trong lò hoặc tiết diện dây nhỏ, không bền),
- Hệ số nhiệt điện trở nhỏ (vì điện trở sẽ ít thay đổi theo nhiệt độ,
đảm bảo công suất lò),
- Chậm hoá già (tức là dây đốt ít bị biến đổi theo thời gian, do đó
đảm b
ảo tuổi thọ của lò).
Vật liệu làm dây đốt có thể là :
- Hợp kim: Cr-Ni, Cr-Al….với lò có nhiệt độ làm việc dưới 1200
0
C;

Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

4
- Hợp chất: SiC, MoSi
2
…với lò có nhiệt độ làm việc
1200
0
C÷1600
0
C;
- Đơn chất: Mo, W, C(graphit)…với lò có nhiệt độ làm việc cao hơn
1600
0
C.

Bảng 1.1: Một vài thông số cơ bản của vật liệu làm dây đốt lò điện trở
Vật
liệu

Thành phần hoá học (%)
(còn lại là Fe và các chất khác)
Nhiệt độ
làm việc
max(
o
C)
Hệ số nhiệt
điện trở
(α.10

-3
/độ)
Điện
trở suất
10
-6
Ωm
Cr Ni Al SiC SiO
2
Cr-Ni
Cr-Ni
Cr-Al
Cr-Al
SiC

Graph
Mo
Ti
W
20-23
15-18
12-15
23-27
75-78
55-61


3-5
4-6

94.4




3.6
1100
1000
850
1200
1500

2800
2000
2500
2800
0.035
0.1





5.1
4.0
4.3
1,15

1,10
1.26
1.25
(1000-
2000)
8-13
0,052
0.15
0.05

b. Dây nung kim loại:
Để đảm bảo yêu cầu của dây nung, trong hầu hết các lò điện trở công
nghiệp, dây nung kim loại đều được chế tạo bằng các hợp kim Crôm-Nhôm
và Crôm-Niken là các hợp kim có điện trở lớn. Còn các kim loại nguyên chất
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

5
được dùng để chế tạo dây nung rất hiếm vì các kim loại nguyên chất thường
có những tính chất không lợi cho việc chế tạo dây nung như:
+ Điện trở suất nhỏ.
+Hệ số nhiệt điện trở lớn.
+Bị ôxy hoá mạnh trong môi trường khí quyển bình thường.
Dây nung kim loại thường được chế tạo ở dạng tròn và dạng băng
c. Dây nung phi kim loại:
Dây nung phi kim loại dùng phổ biế
n nhất là SiC, grafit và than.
1.2.3. Tính toán dây đốt.
Xuất phát từ năng suất lò ta tính ra công suất lò tiêu thụ từ lưới điện.
Năng suất lò:
A=

][,
s
kg
t
M
(1-1)
Trong đó : M - Khối lượng vật gia nhiệt (kg);
t – thời gian gia nhiệt(s)
Nhiệt lượng hữu ích cần cấp cho vật gia nhiệt:
Q
hi
=M.c(t
2
0
-t
1
0
), [J] (1-2)
Trong đó : c-Nhiệt dung riêng trung bình của vật gia nhiệt trong khoảng
nhiệt độ (t
2
0
-t
1
0
) , [J/kg.độ];
t
1
0
, t

2
0
-Nhiệt độ lúc đầu và gia nhiệt của vật gia nhiệt [
0
C].
Công suất hữu ích của lò:
P
hi
=
)(.
0
1
0
2
ttcA
t
Q
hi
−=
, [W] (1-3)
Công suất lò:
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

6
P
lò
=
η
hi
P

, [W] (1-4)
Trong đó: η - hiệu suất của lò. Thông thường lò điện trở có hiệu suất
η=0,7÷0,8.
Công suất đặt của thiết bị :
P=k.P
lò
, [W] (1-5)
Trong đó : k - Hệ số dự trữ, tính đến tình trạng điện áp lưới bị tụt thấp,
do dây hoá già mà điện trở tăng lên.
k = 1,2 ÷ 1,3 đối với lò làm việc liên tục,
k = 1,4 ÷ 1,5 đối với lò làm việc theo chu kỳ.
Từ công suất P, có thể tính gần đúng mật độ công suất dây đốt một
pha. Đó là khả năng cấp nhiệt của dây đốt trong một đơn vị th
ời gian
trên một đơn vị diện tích bề mặt dây.
W
dđ
=
dd
mF
P
, [
2
m
W
] (1-6)
Trong đó : m – số pha.
F
dđ
- Diện tích bề mặt(diện tích xung quanh) của dây đốt

một pha [m
2
]. Từ công suất lò, có thể tính được kích thước dây đốt cần trang
bị cho lò. Với lò có số pha đối xứng, công suất một pha sẽ là:
P
ph
=
m
P
, [W] (1-7)
Trên quan hệ toả nhiệt, công suất dây đốt cấp nhiệt qua diện tích xung
quanh F
dd
nên:
P
ph
=W
dd
.F
dd
=W
dd
LC
Suy ra:
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

7
L=
CW
P

dd
ph
(1-8)
Trong đó : L – Chiều dài dây đốt [m];
C – chu vi tiết diện dây đốt [m].
Trên quan hệ giữa các thông số điện thì:
P
ph
=
S
L
U
R
U
ph
ph
ph
ρ
22
=

Suy ra L=
ρ
ph
ph
P
SU
2
(1-9)
Trong đó : S – Diện tích tiết diện dây đốt, [m

2
].
Cân bằng (1-8)và (1-9), có:
CS=
dd
ph
ph
W
U
P
1
.
2
2
ρ
(1-10)
Vế trái (1-10) là các thông số về kích thước dây đốt. Thừa số đầu vế phải
là các thông số về diện. Thừa số sau của vế phải nói lên quan hệ nhiệt của
dây.
Dây đốt dùng trong lò điện trở có thể có tiết diện tròn hay chữ nhật và
kích cỡ như bảng 1-2.

Nhiệt độ làm việc
Trong lò (
0
C)
Kích thước dây đốt (m.m)
Dây tròn
(đường kính d)
Dây chữ nhật

(kích thước a*b), a/b =
m
< 300 1 8*1
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

8
300 – 600
600 – 800
800 – 1000
1000 – 1100
1100 – 1200
2
3 – 4
4 – 5
6 – 7
7 – 8
10*1
15*1.5
20*2
25*2
25*3
Với dây tròn: C=πd
S=
4
1
πd
2

Thay vào (1-10) và tìm d, có :
d=

22
2
4
phdd
ph
UW
P
π
ρ
, [m] (1-11)
Với dây chữ nhật :
C= 2(a+b)=2b(m+1)
S = ab = mb
2

Thay vào (2-10) ta có:
b =
3
2
3
)1(2
phdd
ph
UWmm
P
+
ρ
, [m] (1-12)
và a = mb; thường m = 5÷15.
Chiều dài dây sẽ tìm tiếp theo(1-9).

Khi bố trí dây trong lò, dây có thể uốn xoắn tròn (hình 1.1.a) đối với dây
tròn hoặc uốn dích dắc (hình 1.1.b) đối với dây chữ nhật hay tròn.


Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

9





Khi uốn xoắn tròn, đường kính uốn là tuỳ theo độ bền cơ của dây đốt.
Thường D=(4÷10)d. Bước xoắn S≥ 2d.
Khi uốn zích zắc ,kích thước cũng tuỳ thuộc độ bền cơ của dây đốt.
Thường A ≥ 10a, S ≥ 2b. Đối với dây tròn S ≥ 5d.
Trong các lò có nhiệt độ làm việc dưới 700
0
C, việc truyền nhiệt từ dây
đốt đến vật gia nhiệt chủ yếu là do hiện tượng dẫn nhiệt và đối lưu. Trong các
lò có nhiệt độ cao hơn 700
0
C thì việc truyền nhiệt chủ yếu do bức xạ.
Để dễ dàng nghiên cứu phân tích, ta giả thiết rằng tổn thất nhiệt qua vỏ lò
bằng 0 và dây đốt là một lá mỏng bao kín vật gia nhiệt, nghĩa là coi diện tích
toả nhiệt của dây bằng diện tích xung quanh vật gia nhiệt. Trong điều kiện đó,
phương trình trao đổi nhiệt bức xạ giữa dây đốt (lí tưởng)và vật gia nhiệt sẽ
là:
P = C
S

ε
qđ
[
44
)
100
()
100
(
vdd
TT
−
] F
dd
,[W] (2-13)
Trong đó: P – công suất lò, [W];
C
S
– Khả năng bức xạ của vật đen tuyệt đối;
C
S
- 5,7 W/m
2
, (
0
K
4
);
T
dd

– nhiệt độ dây đốt, [
0
K];
T
v
– nhiệt độ vật gia nhiệt, [
0
K];
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

10
ε
qd
– hệ số bức xạ nhiệt qui đổi ;
ε
qd
=
1
11
1
−+
vdd
εε

Trong đó : ε
dd
,ε
v
- các hệ số bức xạ nhiệt(độ đen) của vật liệu làm dây
đốt và vật liệu làm vật gia nhiệt .

Từ (1-13) có thể xác định mật độ công suất dây đốt:
W
dd
=
][],)
100
()
100
[(
2
44
m
W
TT
C
F
P
vdd
qdS
dd
−=
ε
(1-14)
Hay: W
dd
= ε
qd
W
S

Với: W
S
= C
S
][],)
100
()
100
[(
2
44
m
W
TT
vdd
−
(1-15)
W
S
gọi là mật độ công suất trao đổi nhiệt giữa hai vật đen tuyệt đối. Giá
trị W
S
cho theo đồ thị (hình 1.2) và phụ thuộc vào nhiệt độ dây đốt và vật gia
nhiệt.

Hình1.2: Đồ thị mật độ công
suất của dây đốt
có độ đen tuyệt đối

Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

11


Trong các điều kiện làm việc thực của lò thì bức tranh mô tả quá trình
phức tạp hơn. Dây không bao kín vật gia nhiệt, nhiệt tổn thất qua vách lò,
thành lò cũng trao đổi nhiệt với vật gia nhiệt v.v…Các yếu tố đó được đề cập
đến qua hệ số bức xạ có hiệu lực của dây đốt α và mật độ công suất cho phép
là:
W
ep
= ε
qd
W
S
α, [
2
m
W
] (1-16)
Sau đây là một số trị số α để tham
khảo:

-Dây xoắn tròn đặt trong rãnh nửa kín ở vách lò α = 0,16÷0,24
-Dây xoắn tròn đặt trong ống trên sàn lò α = 0,3÷0,36
-Dây dích dắc hay thanh α =0,6÷0,72
-Dây chữ nhật uốn dích dắc α =0,38÷0,44
Khi tính kích thước dây đốt một pha, có thể tính nhanh qua điện trở dây:
R
dd
=
ph
ph
P
U
2

Rồi lựa chọn dây có tiết diện chế tạo sẵn S
dd
và xác định độ dài
L
dd
=
ddph
ddph
dd
dddd
P
SU
SR
ρρ
.
2

=

Sau đó, kiểm tra mật độ công suất dây đốt
W
dd
=
cp
dd
ph
W
F
P
≤

Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

12
Nếu W
dd
>W
cp
thì cần tăng tiết diện và độ dài dây. Khi tính chọn dây đốt
cho lò có nhiệt độ làm việc trên 700
0
C không nên dùng dây tròn có đường
kính dưới 3mm hoặc dây chữ nhật dày dưới 1,5mm.
1.2.4. Phân loại lò điện trở
Lò điện trở là thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua
dây đốt (dâyđiện trở). Từ dây đốt, qua bức xạ, đối lưu và truyền nhiệt dẫn
nhiệt, nhiệt năng được truyền tới vật cần gia nhiệt. Lò điện trở thườ

ng dùng
để nung, nhiệt luyện nấu chảy kim loại màu và hợp kim màu…
Phân loại lò điện trở có nhiều cách :
a. Theo nhiệt độ làm việc của lò
- Lò nhiệt độ thấp(t
0
<650
0
C)
- Lò nhiệt độ trung bình(t
0
=650
0
C÷1200
0
C)
- Lò nhiệt độ cao(t
0
>1200
0
C).
b. Theo nơi dùng
- Lò dùng trong công nghiệp
- Lò dùng trong phòng thí nghiệm
- Lò dùng trong gia đình v.v…
c. Theo đặc tính làm việc
- Lò làm việc liên tục
- Lò làm việc gián đoạn
Lò làm việc liên tục được cấp điện liện tục và nhiệt độ giữ ổn định ở một
giá trị nào đó (hình 1.3) sau quá trình khởi động lò .

τ
p
p
τ
«
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

13







Hình 1.3
Khi khống chế nhiệt độ bằng cách đóng cắt nguồn (hình 1.4).







Hình 1.4
Lò làm việc gián đoạn thì đồ thị và nhiệt độ và công suất như hình 1.5

p
p
t
τ
τ
0
τ
«
mt
τ
τ
0
p
τ
p
τ
mt
t
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

14




Hình 1.5
d. Theo kết cấu của lò
-Lò buồng
-Lò giếng lò chụp, lò bể…

e. Theo mục đích sử dụng
-Lò tôi
-Lò ram
-Lò ủ
-Lò nấu chảy v.v…
Việt nam thường dùng kiểu lò buồng để nhiệt luyện (tôi, ủ, nung, thấm
than); kiểu lò giếng để nung, nhiệt luyện; lò muối để nhiệt luyện dao cắt qua
muối nung…
1.3. CẤU TẠO LÒ ĐIỆN TRỞ.
1.3.1. Những yêu cầu cơ bản đối với cấu tạo lò điện trở .
Những yêu cầu cơ bản đối với cấu tạo lò điện trở có những yêu cầu sau:
a. Hợp lý về công nghệ.
Hợp lý về công nghệ có nghĩa là cấu tạo lò không những phù hợp với quá
trình công nghệ yêu câù mà còn tính đến khả năng sử dụng nó đối với quá
trình công nghệ khác nếu như không làm phứ
c tạp quá trình gia công và tăng
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

15
giá thành một cách rõ rệt. Cấu trúc lò đảm bảo được các điều kiện như thế
mới coi là hợp lý nhất. Điều này đặc biệt quan trọng trong khi nhu cầu lò điện
vượt xa khả năng sản xuất ra nó.
b. Hiệu quả về kỹ thuật.
Hiệu quả về kỹ thuật là khả năng biểu thị hiệu suất cực đại của kết cấ
u
khi các thông số của nó xác định(kích thước ngoài, công suất, trọng lượng, giá
thành v.v ).
Đối với một thiết bị hoặc một vật phẩm sản xuất ra, năng suất trên một
đơn vị công suất định mức, suất tiêu hao điện để nung v.v là các chỉ tiêu cơ
bản của hiệu quả kỹ thuật. Còn đối với từng phần riêng biệt của kết cấu hoặc

chi tiế
t, hiệu quả kỹ thuật được đánh giá bằng công suất dẫn động, mô men
xoắn, lực v.v Ứng với trọng lượng, kích thước hoặc giá thành kết cấu.
c.Chắc chắn khi làm việc.
Chắc chắn khi làm việc là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của
chất lượng kết cấu của các lò điện. Thường các lò điện làm việc liên tục trong
một ca, hai ca và ngay cả trong ba ca trong một ngày. Nế
u trong khi làm việc
một bộ phận nào đó không hoàn hảo sẽ ảnh hưởng đến quá trình sản xuất
chung. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các lò điện làm việc liên tục
trong dây chuyền sản xuất tự động. Ngay đối với các lò làm việc chu kỳ, lò
ngừng cũng làm thiệt hại rõ rệt cho sản xuất vì khi ngừng lò đột ngột (nghĩa là
phá huỷ chế độ làm việc bình thườ
ng của lò) có thể dẫn đến làm hư hỏng sản
phẩm, lãng phí nguyên liệu và làm tăng giá thành sản phẩm.
Một chỉ tiêu phụ thuộc về sự chắc chắn khi làm việc của một bộ phận
đó của lò điện là khả năng thay thế nhanh hoặc khả năng dự trữ lớn khi lò làm
việc bình thường. Theo quan điểm chắc chắn, trong thiết bị cần chú ý đến các
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

16
bộ phận quan trọng nhất, quyết định sự làm việc liên tục của lò. Thí dụ: Dây
nung, băng tải v.v
d. Tiện lợi khi sử dụng.
Tiện lợi khi sử dụng nghĩa là yêu cầu:
-Số nhân viên phục vụ tối thiểu.
-Không yêu cầu trình độ chuyên môn cao, không yêu cầu sức lực và sự dẻo
dai của nhân viên phục vụ.
-Số lượng các thiết bị hiếm và quý bị hao mòn nhanh yêu cầu tối thi
ểu.

-Bảo quản dễ dàng. Kiểm tra và sửa chữa tất cả các bộ phận của thiết bị
thuận lợi.
-Theo quan điểm an toàn lao động, điều kiện làm việc phải hợp vệ sinh và
tuyệt đối an toàn.
e. Rẻ và đơn giản khi chế tạo.
Về mặt này yêu cầu như sau:
-Tiêu hao vật liệu ít nhất, đặc biệt là các vật liệu quý và hiếm (các kim loại
màu, các hợ
p kim có hàm lượng niken cao v.v ).
-Công nghệ chế tạo đơn giản nghĩa là khả năng chế tạo phải sao cho ngày
công ít nhất và tận dụng được các thiết bị, dụng cụ thông thường có sẵn trong
các nhà máy chế tạo để gia công.
-Các loại vật liệu và thiết bị yêu cầu để chế tạo phải ít nhất.
-Sử dụng đến mức tối đa các kết cấu giống nhau và cùng loại để dễ
dàng đổi
lẫn nhau và thuận tiện khi lắp ráp.
-Chọn hợp lý các dạng gia công để phù hợp với điều kiện chế tạo (đúc, hàn,
đập). Bỏ các chi tiết và các khâu gia công cơ khí không hợp lý.
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

17
f. Hình dáng bề ngoài đẹp.
Mỗi kết cấu của thiết bị, vật phẩm, các khâu và các chi tiết phải có hình dáng
và tỉ lệ các cạnh phù hợp, dễ coi. Tuy vậy cũng cần chú ý rằng, độ bền của kết
cấu khi trọng lượng nhỏ và hình dáng bề ngoài đẹp có quan hệ khăng khít với
nhau.
Việc gia công lần chót như sơn có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hình
dáng bề ngoài của lò điệ
n. Song cũng cần tránh sự trang trí không cần thiết.
1.3.2. Một số kết cấu lò điện trở trong công nghiệp

Các lò điện trở hiện dùng ở Việt Nam có nhiều kiểu loại và nguồn gốc
khác nhau. Đa phần là lò Liên Xô (cũ), một số khác của Đức, Tiệp, Hung
v.v… và một số lò thí nghiệm hoặc lò công suất nhỏ dùng sấy, nung, nhiệt
luyện của Mĩ, Pháp, Ý, Nhật, Đài Loan v.v… Một số lò do Việ
t Nam thiết kế,
chế tạo dựa theo tiêu chuẩn Liên Xô. Nói chung các loại lò đều có kết cấu
tương tự nhau với dải công suất từ vài kW đến hàng trăm kW và dải nhiệt độ
dưới 2000
0
C.
Lò buồng là loại lò vạn năng nhất (hình 1-6). Lò gồm buồng nung hình
hộp chữ nhật với kích thước tuý công suất lò. Buồng nung được lót cách nhiệt
và tạo thành áo lò, áo lò xây bằng gạch chịu lửa có nhiều lớp. Lớp ngoài cùng
bằng gạch samôt có độ cách nhiệt cao. Bọc ngoài là vỏ tôn 3 dày 5 ÷ 10 mm.
Đáy lò bằng thép chịu nhiệt, đúc liền hoặc ghép lại từ những miếng nhỏ hoặc
đáy lò xây bằng gạch chịu l
ửa. Thành trong của buồng lò có đặt dây đốt 5.
Dây đốt có thể bố trí cả phía đáy và đỉnh . Cửa lò tuỳ kiểu và công suất lò, Có
thể mở bằng tay ( kiểu đòn bẩy hay có đối trọng ) hoặc bằng cơ cấu cơ khí 1
truyền động bằng động cơ điện. Cửa lò, có thể có lỗ thăm để quan sát phía
trong lò. Ngoài ra, lò còn có đầu ra của dây đốt 2, cửa khí 6 để dẫn khí bảo
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

18
vệ vào lò(do không khí dễ thâm nhập vào buồng lò qua cửa lò, gây hiện tượng
xy hoá, thoát cacbon của vật gia nhiệt), đầu đo nhiệt ở đỉnh lò hay bên hông

Hình 1-7, hình 1-8, hình 1-9 là kết cấu của một số loại lò điện trở.










Hình 1.6: Kết cấu của lò buồng
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

19









Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

20






















Hình1.8: Lò muối

1-Đầu dây cấp điện 2-Chụp lò
3-Điện cực 4-Vách ngăn
5-Lớp lót 6-Vỏ bên trong
7-Hoả kế 8-Vỏ bên ngoài

Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

21






















Hình 1.9: Lò giếng
1-Cơ cấu nắp quay 2-Nắp quay
3-Vỏ lò 4-Lớp lót
5-Các tấm dẫn hướng khí 6-Giỏ lò
7-Tấm đáy lò 8-Dây đốt

9-Đầu kiểm tra khí 10-Cửa khí
11-Đầu đo nhiệt
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

22

Trên hình 1-10 trình bày một số cách bố trí dây đốt trong các loại lò điện trở.




















Hình1.10: Một số cách bố trí dây đốt trong lò điện trở

a) Dây xoắn tròn đặt trong

rãnh sâu ở lớp lót
b) Dây đặt trong rãnh ở đáy và
thành lò
c) Phân bố dây đốt dẹt ở đáy
và thành lò
d) Phân bố dây đốt dẹt ở đỉnh
và đáy lò
e) Dây đốt đúc
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

23


1.3.3. Cấu tạo lò điện trở.
Cấu tạo của lò điện trở gồm 3 phần chính sau:
-Vỏ lò.
-Lớp lót.
-Dây nung.
a. Vỏ lò.
Vỏ lò điện trở là một khung cứng, vững chủ yếu để chịu tải trọng trong
quá trình làm việc của lò. Vỏ lò cũng dùng để dữ lớp cách nhiệt và đảm bảo
sự kín hoàn toàn hoặc tương đối của lò.
V
ỏ lò có 2 dạng cơ bản: Dạng chữ nhật và dạng tròn.
-Vỏ lò hình chữ nhật: Được dựng lên bằng thép hình chữ U, L và tấm
thép cắt theo hình thích hợp, ta thường thấy ở các lò buồng, lò băng tải, lò liên
tục, lò đáy nung
-Vỏ lò tròn dùng ở các lò giếng, lò chụp. kết cấu vỏ lò tròn thường
dùng:
+Thép tấm dài 3÷6 mm với đường kính vỏ lò là 1000÷2000 mm

+Thép tấm dài 8÷12 mm với đường kính vỏ lò là 250÷4000 mm
+Thép tấ
m dài 14÷20 mm với đường kính vỏ lò 4500÷6500 mm.
b. Lớp lót
Lớp lót lò điện thường gồm 2 phần: Phần vật liệu chịu lửa và phần cách
nhiệt.
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

24
-Vật liệu chịu lửa: Xây dựng bằng gạch tiêu chuẩn, gạch hình và gạch
hình đặc biệt tuỳ theo hình dáng, kích thước của buồng lò.
Yêu cầu của chất làm vật liệu chịu lửa:
+Đảm bảo khả năng gắn dây nung bền, chắc chắn.
+Chịu được nhiệt độ làm việc cực đại của lò.
+Có độ bền hoá học khi làm việc, độ bền cơ học theo yêu c
ầu.
+Đảm bảo khả năng tích nhiệt cực tiểu.
-Phần cách nhiệt:
Phần cách nhiệt nằm giữa vỏ lò và vật liệu chịu lửa. Mục đích chủ yếu
của phần này là để giảm tổn thất nhiệt. Phần cách nhiệt được xây dựng bằng
gạch cách nhiệt hoặc bằng bột cách nhiệt (xỉ bông, amiăng ).
Yêu cầu cơ bản của phầ
n cách nhiệt:
+Hệ số cách nhiệt cực tiểu.
+Khả năng tích nhiệt cực tiểu.
+ Ổnđịnh về tính chất lý nhiệt trong điều kiện làm việc xác định.
c. Dây nung
Theo đặc tính vật liệu làm dây nung, người ta chia dây nung làm 2 loại:
Dây nung kim loại và dây nung phi kim loại.
-Dây nung kim loại: Dây nung kim loại thường là dây nung dạng băng

và dây nung dạng tròn.
+Dây nung dạng băng thường có dạng zíc-zắc, bước zíc-zắc h phụ
thuộc vào chiều rộng b c
ủa băng:
h/b = 1.4÷2.6.
Chương 1: Tổng quan về cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò điện trở

25
+Dây nung tròn thường ở dạng xoắn, bước h của dây nung xoắn thường
phụ thuộc vào đường kính d của dây:
h/d = 3.2÷4.8.
-Dây nung phi kim loại:
Dây nung phi kim loại thường có dạng thanh và ống.
d. Ngoài 3 phần chính của kết cấu lò còn có các thiết bị phụ như:
Cửa lò, các thiết bị vận chuyển