輻射加熱管

輻射加熱管是把電加熱元件封閉在保護套內通電發熱，由套管間接把熱量輻射給爐襯和被處理工件，廣泛套用於熱處理行業的各種加熱爐中。

基本介紹

• 中文名：輻射加熱管
• 外文名：radiant heating tube

輻射加熱管

輻射加熱管，是把電加熱元件封閉在保護套內通電發熱，由套管間接把熱量輻射給爐襯和被處理工件，廣泛套用於熱處理行業的各種加熱爐中。

輻射加熱管使用的電熱合金材料應具有較高的電阻率，電熱轉化率高。由於輻射管放置在套管內，傳熱過程與一般敞露型電熱元件不同，其熱禁止大，升溫過程中必須對元件溫度進行控制，防止元件超溫。輻射管封閉加熱時，電熱元件表面溫度比爐膛溫度高約100℃-150℃。所以在選材時要分析爐溫、爐內氣溫氛圍，選擇正確的加熱材料。

目前輻射管加熱管系列有鼠籠式、立帶式和螺旋式等，加熱元件系採用進口或國產電阻絲、鎳鉻絲（或帶）、鐵鉻鋁（絲或帶），保護管採用進口高溫合金板材、耐熱鋼板卷制焊接或離心鑄造而成，具有高溫抗氧化性和抗滲碳性能好、使用壽命長等特點。

輻射加熱管參考圖

主要技術及性能 ：

1、電加熱絲冷態電阻誤差範圍≤3%

2、外保護管和加熱絲之間的絕緣電阻大於2MΩ

3、發熱管外徑：從φ60mm～φ300mm各種規格

4、加熱功率：從2KW/支到24KW/支的各種規格

5、發熱管外管長度：從800mm～2800mm的各種規格

6、輻射管外管壁厚：從1.5mm～16mm的各種規格。

輻射加熱管常使用Cr20Ni80（鎳鉻系）Cr25A15、Cr21A16Nb、Cr27A17Mo2（鐵鉻鋁系）等材料，各材料化學成份/%如下表：

Cr20Ni80使用在500℃-800℃之間，因其穩定的、單一的、均勻的固熔體組織，所以具有良好的常溫和高溫力學性質，均勻的電氣物理性質以及良好的加工工藝性質。使用溫度低，使用壽命長，不易損壞等方面區別於鐵鉻鋁系電熱合金材料。

Cr25A15、Cr21A16Nb、Cr27A17Mo2使用在800℃-1200℃之間，三種材料使用溫度依次升高。塑性低，脆性高是鐵鉻鋁系電熱合金材料最大的缺點，特別是在400℃-800℃之間，長時間使用會使材料內析出”CrFe”型金屬化合物，引起合金塑性急劇下降，出現嚴重脆化現象，所以鐵鉻鋁系電熱合金材料要避開在此溫度區域內進行成形加工和使用。

摘要編輯

最早的輻射管爐是德國在20世紀30年代發明並使用的，其結構為單層直管式，水平或垂直穿過爐膛，直到50年代初 U型輻射管才問世，並在此基礎上發展了W型，以及排氣再循環的P型和O型。由於U型和W型具有有效加熱面積大、燃料利用率高、控制和操作相對較為容易等優點，因此在大型的帶鋼連續熱處理爐上套用最多。

簡介編輯

輻射加熱管是把電加熱元件封閉在保護套內通電發熱，由套管間接把熱量輻射給爐襯和被處理工件，廣泛用於熱處理行業的各種加熱爐中。對輻射管的類型和材質做了歸納，闡述了各種輻射管燒嘴供風方式的特點。對使用輻射管加熱技術應注意的問題做了剖析。介紹了各種提高輻射管熱效率的途徑，對輻射管的設計與選型做了總結。

輻射管的型式和材質

輻射管的型式

根據爐子內部形狀不同，輻射管也設計成各種各樣的型式，表1列出了各種有代表性的輻射管型式和性能指標。

輻射管的材質

目前國內所生產的輻射管其材質基本上都是耐熱鋼，通過離心鑄造而成。
輻射管壁面溫度比爐內被處理工件的溫度通常要高50～100℃，它們都是在相當高的溫度下使用的，所以各種耐熱鋼最高使用溫度隨著使用條件、可控氣氛種類而變化。
各種耐熱鋼的性能如表2所示。在實際生產中，可根據工藝條件選擇合適的輻射管用耐熱鋼的材質。
當爐膛溫度比較高時，耐熱鑄鋼已不能滿足工 藝的要求，需要選用其它材質來製造輻射管。目前國外通過改進輻射管材質以增加使用壽命和提高總體性能，已研究開發了品質更高的輻射管，包括滲鋁 低碳無縫鋼管、陶瓷管(SiC管)、Si2SiC複合材料等新型輻射管。

輻射管燒嘴編輯

輻射管靠管內燒嘴噴射燃料燃燒加熱，為達到 工藝要求，輻射管燒嘴必須使管內壁面溫度分布均勻，不產生局部過熱。具有良好的火焰穩定性，在較小的空氣消耗係數情況下也能穩定燃燒。在頻繁開 關的情況下，不至於回火或嚴重積炭。整個燃燒調節過程中，空氣消耗係數相對穩定。預熱器能將助燃空氣預熱到400℃以上。NOx 排放濃度低於80×10-6，噪聲低於70dB(A)。燒嘴及固定裝置的表面溫度小於100 ℃，便於維修，壽命合理。輻射管燒嘴按照供風方式可分為鼓風式、吸風式、抽吸式和抽鼓式。鼓風式：鼓入空氣為助燃空 氣、自然排煙，由於鼓風式管內為正壓，出於安全考慮，目前已很少使用。吸風式:助燃空氣通過引射風 形成的負壓從車間吸入，自然排煙，管內為負壓，目前使用最普遍。抽吸式：助燃空氣通過引射風形成的負壓從車間吸入，排煙氣風機強制排煙。較先進 的是抽鼓式，鼓入空氣為助燃空氣，排煙風機強制排煙，較傳統的吸風式具有很多優點，其最突出的優點是空氣消耗係數易控制。　在一般情況下，吸風式輻射管燒嘴空氣消耗係數的波動範圍為1.15～1.50，而抽鼓式的波動範圍為1.05～1.15。近年來，蓄熱式(HTAC)燃燒技術興起，為提高輻射管的燃燒熱效率，輻射管也開始採用蓄熱式燒 嘴。該技術是採用一對蓄熱式的燒嘴，結構如圖1所示[3]。HTAC燃燒技術在普通加熱爐領域已獲得 極大的成功，並已開始套用在輻射管加熱的保護氣氛爐中，由於在套用中還存在許多實際問題有待解決，故推廣速度不快 。但隨著問題的解決和設備的改進，該技術將在輻射管加熱技術領域迎來快速發展。
輻射加熱管使用的電熱合金材料應具有較高的電阻率，電熱轉化率高。由於輻射管放置在套管內，傳熱過程與一般敞露型電熱元件不同，其熱禁止大，升溫過程中必須對元件溫度進行控制，防止元件超溫。輻射管封閉加熱時，電熱元件表面溫度比爐膛溫度高約100℃-150℃。所以在選材時要分析爐溫、爐內氣溫氛圍，選擇正確的加熱材料。
目前輻射管加熱管系列有鼠籠式、立帶式和螺旋式等，加熱元件系採用進口或國產電阻絲、鎳鉻絲（或帶）、鐵鉻鋁（絲或帶），保護管採用進口高溫合金板材、耐熱鋼板卷制焊接或離心鑄造而成，具有高溫抗氧化性和抗滲碳性能好、使用壽命長等特點。

主要技術及性能 ：

1、電加熱絲冷態電阻誤差範圍≤3%
2、外保護管和加熱絲之間的絕緣電阻大於2MΩ
3、發熱管外徑：從φ60mm～φ300mm各種規格
4、加熱功率：從2KW/支到24KW/支的各種規格
5、發熱管外管長度：從800mm～2800mm的各種規格
6、輻射管外管壁厚：從1.5mm～16mm的各種規格。