两种电热合金在金属镁抬包加热中的应用分析

刘 杰

(青海盐湖镁业有限公司 金属镁厂，青海 格尔木 816000)

在电解车间试生产过程中，镁液抬包车钢水包的加热问题和缺陷逐渐显现出来，仅仅依靠目前的运行维护方式，已无法满足生产需求。主要问题表现在：镁液抬包车钢水包加热炉丝工作不稳定，寿命短；加热效率低； 引出棒未固定；引出棒与炉丝连接方式不牢靠；加热不到工艺要求的预期温度。综上所述，镁液抬包车钢水包加热元器件及接线方式的不合理性，已经阻碍了试生产进度。开展铁铬铝与镍铬加热材料在金属镁抬包加热过程中的实际应用分析对比，实现加热流程的进一步有效改进，可以进一步提升我国工业生产工作开展进程中的金属应用水平，促使我国的工业发展获得更加广阔的发展空间和更加理想的发展前景。

1 电热合金的种类

当下电热合金主要可以分为两种：NI-CI-(FE)型和FE-CR-AI型两个类型。当下我国科学技术高速发展，电热合金在电热元件制造工作开展进程中的应用范围也开始逐步扩大。当电热元件中存在电流流通时，其自身会产生相应的焦耳效应，进而有效地实现自电能向热能的灵活转换。当下进行电热合金产品的制造，主要应用的材料为：电热丝、圆线材、电阻带，同时在特定的情况下也可以实现管材的有效制备。

2 镁液抬包车钢水包的加热问题和缺陷

铁铬铝、镍铬电热合金其抗氧化性能一般都较强，但由于炉内含各种气体，如空气、碳气氛、硫气氛以及氢、氮气氛等等，这些气体对元件在高温使用下都有一定的影响，虽然各种电热合金在出厂之前都进行了抗氧化处理，但在运输、绕制、安装等环节上都会在一定程度上造成元件损伤，从而降低使用寿命，为延长使用寿命，要求在使用前进行预氧化处理，其方法是将安装完毕的电热合金元件，在干燥的空气中通电加热到低于合金允许最高使用温度100 ℃～200 ℃，保温5 h～10 h，然后随炉缓冷既可。首先，镁液抬包车钢水包现有加热元器件自身的缺陷及引出方式，无法满足今后生产要求的“安、稳、长、满、优”的生产原则；其次，镁液抬包车钢水包炉丝接线方式为Y接(海德鲁所用加热电压为660 V)，而国内的厂用动力用电电压为380 V，从而实际工作功率为设计功率的1/3，无法达到加热保温效果；最后，镁液抬包车钢水包使用的接线电缆不是规定的耐高温电缆，存在电气安全隐患。

3 镍铬加热材料在金属镁抬包加热过程中的实际应用优势

(1)具有较高的温度强度。与镁铬铝材料的应用相比，镍铬材料的应用可以更加理想地实现电阻温度系数的有效保障，与此同时，进行镍铬加热材料在金属镁抬包加热过程中的应用，可以有效地保障材料的脆性相对较低，进而实现了材料的应用强度的进一步有效提升。

(2)具有十分优良的可塑性能。镍铬材料的应用可以实现在金属镁抬包加热过程中的电热元件的形态的灵活塑造，与铁铬铝加热材料对比，镍铬材料的应用可以更加有效的实现电热元件塑造范围的进一步有效扩展。

(3)具有较好的发射率。铬加热材料在金属镁抬包加热过程中的应用，可以有效地确保所制造出的电热元件具有较为合格的发射率，进而实现电热元件的生产制造质量的进一步有效提升，为电子器件加工工作的开展提供更加全面的保障。

4 铁铬铝加热材料在金属镁抬包加热过程中的实际应用优势

(1)具有较为理想的电阻率。与镍铬材料相比，镁铬铝材料的应用具有更加理想的电阻率，能够实现电能至热能的更加理想的转换。与此同时，理想的电阻率的获得可以有效的确保电器元件的应用寿命，尤其部分电热元件中含有细合金线，元件的电阻率有效保障就更为至关重要。同时，在进行元件的受冷处理以及加工热处理工作的过程中，铁铬铝加热材料相对于镍铬材料，其形态更为稳定，受到环境影响相对较低。

(2)具有较高的抗硫性能。抗硫性能的有效保障也是实现电器元件的应用质量性的有效确保的关键环节之一。由于电器元件在应用过程中，容易收到含硫气体以及含硫腐蚀物的污染，进而对其整体应用性能产生不可忽视的影响，因此在进行元件的制造过程中，应当尽可能提升其抗腐蚀性。相比较于镍铬材料，铁铬铝加热材料的抗腐蚀性能更为优良，更能够实现器件应用寿命有效延长。

(3)其表面负荷相对较高。由于镁铬铝材料允许使用温度响度较高，与此同时其使用寿命也相对较长，因此其材料制成的元件的表面负荷量也具有相对理想性，这可以保障元件在应用过程中的升温效率时，有效地降低材料应用量，进而有效控制元件生产制造成本。

(4)具有较为理想的抗氧化性。发热丝在高温环境中使用，表面会形成保护性氧化膜，氧化膜存在一段时间后又会发生老化，形成不断生成和被破坏的循环过程。铁铬铝合金表面上形成AL03氧化膜构成较为细致，进而实现其基本性能的全面提升，同时可以有效提升元件连接性能。同时由于该材料的熔点和电阻率都相对较高，因此这一材料的抗氧化性也相对理想，可以有效保障元件的应用的稳定性。

(5)具有较为理想的比重。由于材料的密度原因，相对于镍铬，镁铬铝材料的比重相对较低，这同时意味着制造作为同等元件过程中应用镍铬更加省材料，可以有效调控元件制造成本。

进行铁铬铝加热材料在金属镁抬包加热过程中的实际应用，主要可以将研究内容总结为：具有较为理想的电阻率、具有较高的抗硫性能、其表面负荷相对较高和具有较为理想的抗氧化性以及具有较为理想的比重五点，当下铁铬铝加热材料已经被广泛地应用于元件的生产制造中，可以进一步有效保障电热元件加工技术应用的全面性。

5 铁铬铝与镍铬加热材料在金属镁抬包加热过程中的实际应用改进措施

技术改造必须坚持技术与经济相结合，短期经济效益与长期经济效益相结合的原则，以产品质量、安全性和生产效率为根本，加强调查研究，有组织按步骤地进行。因此，在技术改造之前，金属镁厂应专门成立技改工作组，明确职责权限，精心组织、统筹安排，保证工期进度；广泛开展调研，查找金属镁厂与外部的差距，结合行业技术水平，确定工艺技术薄弱环节和改造重点，从根本上改善生产现状，提高生产可靠性和安全性，提升产品质量。具体应达到以下目标：

可实现“安、稳、长、满、优”的使用标准；同时在使用厂用动力电(380 V)可正常工作，达到加热预期温度；杜绝电气安全事故的发生；延长电炉丝使用寿命；维护成本降低。同时根据现实条件，拟定需要改造的项目，具体改造内容可以总结归纳如下：

(1)将镁液抬包车的电气接线方式更改。将镁液抬包车的Y型接线方式，更改为△型接线方式。可以使电炉丝端电压为380 V，从而可以做到实际功率等于设计功率。

(2)将现有的铁铬铝材质的电炉丝，更换为镍铬材质的电炉丝(铁铬铝材质的电炉丝在抬包加热时的温度为710 ℃，而铁铬铝材质炉丝在700 ℃使用时，抗氧化性差，材质表面变脆易断裂，在这种工况下，电阻率要高于镍铬材质)。

(3)将现有的焊接法引出技术，提升更改为压铸引出方式(焊接工艺使焊接处极易断裂，且炉丝工作电阻不稳定)。

6 结束语

进行铁铬铝与镍铬加热材料在金属镁抬包加热过程中的实际应用分析对比研究，在明确电热材料的种类和电热合金的种类以及镁液抬包车钢水包的加热问题和缺陷的基础上，进行铁铬铝与镍铬加热材料在金属镁抬包加热过程中的实际应用改进措施的进一步思考，可以有效提升金属镁抬包加热技术应用水平。