箱式電爐的基本結構及使用方法

好的，箱式電爐(也稱為馬弗爐)是一種應用非常廣泛的實驗室和工業用高溫加熱設備。它的基本結構相對固定，使用方法也遵循一定的規范以確保安全和效果。下面詳細介紹：

箱式電爐

一、 基本結構

箱式電爐的核心結構可以概括為“一個箱體，三層結構”：

1、外殼：

材質： 通常采用冷軋鋼板或不銹鋼板，表面噴塑處理，美觀且有一定防腐蝕能力。

作用： 支撐整個爐體，保護內部結構，安裝爐門、控制面板、電器元件等。外殼溫度應保持在安全范圍內(通常不超過60℃)。

2、隔熱保溫層：

位置： 位于外殼和爐膛之間。

材質： 通常由輕質耐火磚、陶瓷纖維氈(如硅酸鋁纖維)或兩者結合構成?，F代爐子更多采用高性能陶瓷纖維，保溫效果更好，熱容小(升溫降溫快)，重量輕。

作用： 至關重要!最大限度減少熱量向外散失，提高熱效率，保持爐膛內溫度均勻，降低外殼溫度。

箱式高溫爐

3、爐膛 (加熱室)：

材質： 核心加熱區域。

傳統型： 采用耐火磚(如高鋁磚)砌筑而成。耐高溫，但熱容大，升溫降溫慢。

現代型： 廣泛采用整體成型的陶瓷纖維模塊(如多晶莫來石纖維)。重量極輕，熱容極小，升溫降溫非常快，節能效果好。但物理強度相對磚膛略低。

作用： 容納被加熱物體，是熱量產生和傳遞的空間。其材質和結構直接影響升溫速度、溫度均勻性和能耗。

4、加熱元件：

位置： 安裝在爐膛的四周(兩側、頂部、底部，有時后壁)，確保熱量均勻輻射到爐膛中心。

材質：

電阻絲： 常用鐵鉻鋁合金(如Cr20Ni80)或鎳鉻合金絲。適用于中低溫爐(通常<1200℃)。通常繞制成螺旋狀或波形，鑲嵌在爐膛壁的凹槽內或固定在陶瓷支架上。

硅碳棒： 適用于高溫爐(可達1400-1600℃)。棒狀，兩端加粗為冷端(用于導電連接)，中間細長的部分為熱端(發熱部分)。通常安裝在爐膛兩側或頂部。

硅鉬棒： 適用于更高溫度(可達1600-1800℃)。性能更優，價格更高。形狀類似硅碳棒。

作用： 將電能轉化為熱能的核心部件。

5、爐門：

結構： 通常為側開式或上開式，帶有觀察窗(耐高溫玻璃)和隔熱層(與爐體保溫層類似)。

密封： 爐門邊緣有耐高溫密封材料(如陶瓷纖維繩)，關閉時壓緊，減少熱量散失和空氣進入。

安全： 通常有門開關聯鎖裝置，開門時自動切斷主加熱電源，防止燙傷和熱量大量散失。

6、溫度控制系統：

溫度傳感器： 通常是熱電偶(K型、S型、B型等，根據最高溫度選擇)，插入爐膛內，實時監測溫度。

7、溫度控制器：

核心部件： 接收熱電偶信號，與設定溫度比較，輸出控制信號給執行器。

類型： 早期為指針式儀表+接觸器，現代普遍采用智能數顯溫控儀(PID控制)，精度高，可編程設定升溫曲線(升溫速率、保溫時間、降溫程序等)。

執行器： 通常是固態繼電器或接觸器，根據控制器的信號接通或斷開加熱元件的電源，實現溫度的精確調節(PID控制)。

顯示與操作面板： 顯示設定溫度、實際溫度、程序狀態等信息，供用戶設定參數。

8、電器系統：

包括電源開關、斷路器(過載保護)、接線端子、內部布線等，為整個設備提供電力分配和安全保護。

支架/底座：

支撐整個爐體，保持穩定。有些型號配有腳輪便于移動。

智能控溫箱式爐

二、 使用方法 (標準操作流程與注意事項)

箱式電爐的操作必須嚴格遵守安全規程，防止燙傷、火災、觸電和設備損壞。

(一) 使用前準備

放置環境：

放置在穩固、水平、防火的工作臺上或地面上。

確保通風良好，爐體周圍留有足夠的散熱空間(一般前后左右>30cm，頂部>50cm)，遠離易燃易爆物品、氣體、化學品和精密儀器。

環境干燥，無腐蝕性氣體，無劇烈震動。

電源連接：

確認電源電壓(220V 或 380V)與電爐額定電壓嚴格匹配。

使用足夠截面積的電線，并可靠接地。

建議使用獨立的空氣開關或漏電保護器。

檢查：

外觀： 檢查爐體、爐門、電源線有無明顯損壞。

爐膛： 確保爐膛內清潔，無上次遺留的樣品碎屑、熔融物或雜物。檢查加熱元件(電阻絲是否斷裂、硅碳/鉬棒是否完好)和爐膛內壁有無損壞。

爐門： 檢查密封是否良好，開關是否順暢，門開關聯鎖是否有效(開門時應能聽到加熱斷電的繼電器動作聲)。

測溫元件： 確認熱電偶安裝位置正確、牢固。

樣品準備：

確保樣品及其容器(坩堝、舟皿等)耐受目標溫度(熔點、熱穩定性)。

樣品及容器必須清潔、干燥。濕樣品必須預先烘干(可在烘箱中低溫烘干)，否則放入高溫爐內可能因急劇汽化導致樣品噴濺、坩堝炸裂甚至爐膛損壞。

樣品量不宜過多，避免接觸爐膛內壁和加熱元件。使用耐高溫的坩堝鉗取放樣品和容器。

箱式爐爐膛展示

(二) 操作過程

裝樣：

在室溫或爐溫低于200℃時打開爐門(高溫開爐門易損壞爐膛和加熱元件，且熱浪灼傷風險極高)。

使用長柄坩堝鉗，快速、平穩地將裝有樣品的容器放入爐膛中心位置，避免觸碰加熱元件和爐膛壁。確保容器放置穩固。

迅速關閉爐門并確保密封良好。

設定溫度程序：

打開電源開關。

在溫控儀上設定所需的升溫程序：

對于簡單操作：直接設定目標溫度和保溫時間。

對于復雜工藝：設定升溫速率(如 5℃/min, 10℃/min)、目標溫度、保溫時間、降溫程序(自然降溫或設定降溫速率，但箱式爐主動降溫能力有限)。避免過快的升溫速率，尤其是對新爐、冷爐或大質量樣品時，以防加熱元件過載或爐膛/樣品因熱應力開裂。

仔細核對設定參數無誤。

啟動加熱：

按下“啟動”或“運行”鍵，爐子開始按設定程序升溫。

觀察溫控儀顯示，確認實際溫度跟隨設定值上升。

運行監控：

全程監控： 操作人員不得離開!密切關注溫控儀顯示的溫度是否正常，有無異常聲響、氣味(如燒焦味)、煙霧?，F代爐子有過溫保護，但仍需人工監控。

觀察窗： 可通過觀察窗查看爐內情況(樣品狀態、有無明火等)，但高溫下觀察效果有限。

避免頻繁開門： 僅在必要時(如確認樣品狀態)，在溫度較低時快速開門查看，并立即關閉。高溫開門會：

導致爐溫急劇下降，影響工藝效果。

冷空氣涌入，可能引起爐膛或加熱元件(尤其是硅碳/鉬棒)炸裂。

熱浪噴出，嚴重燙傷操作者。

馬弗爐

(三) 結束操作與取樣

程序結束/停止加熱：

當保溫時間結束或需要停止時，在溫控儀上停止程序運行或關閉加熱電源。爐子將進入自然降溫階段。

降溫：

嚴禁在高溫時打開爐門取樣品！ 這是最危險的操作之一。

耐心等待爐溫自然下降。 降溫速度取決于爐子功率、保溫性能、設定溫度高低。

安全溫度： 通常建議爐溫降至 200℃以下(對于硅碳棒/鉬棒爐，有時要求更低，如<150℃)才能打開爐門。具體安全溫度請參考設備說明書。戴好耐高溫手套！

取樣：

確認溫度降至安全范圍后，緩慢打開爐門。

使用長柄坩堝鉗，小心取出樣品容器，放在耐火磚、石棉板或專用冷卻架上繼續冷卻。

注意容器和樣品仍然很燙，避免觸碰皮膚或可燃物。

清理與關閉：

待爐膛和樣品容器完全冷卻后，清理爐膛內的碎屑、灰塵(可用吸塵器或軟毛刷)。

關閉電源總開關。

(四) 重要安全注意事項

高溫危險： 爐體、爐門、樣品容器在加熱和冷卻過程中都處于極高溫度，操作必須佩戴耐高溫手套(石棉手套、芳綸手套等)，使用專用工具(長柄坩堝鉗)。

燙傷預防： 絕對禁止用手直接觸摸爐體任何部位、加熱元件、樣品容器。取放樣品時動作要穩、準、快。

禁止烘烤物品： 嚴禁將易燃、易爆、易揮發、產生有毒氣體或在高溫下不穩定的物質(如塑料、橡膠、大量有機溶劑、低熔點金屬、強氧化劑與還原劑的混合物等)放入爐內。

斷電操作： 清潔爐膛、檢查或更換加熱元件、進行任何維護前，必須切斷電源總開關，并確認爐溫已降至室溫。

用電安全： 確保電源線完好，接地可靠。避免在潮濕環境下操作。

過溫保護： 了解并確認設備的超溫保護功能(如獨立限溫器)是否有效。

通風： 即使樣品本身安全，高溫下也可能有少量氣體釋放，保持環境通風良好。

閱讀說明書： 務必仔細閱讀并嚴格遵守你所使用的具體型號箱式電爐的操作手冊和安全規程。

(五) 維護保養

日常清潔： 每次使用后，待爐子完全冷卻，清理爐膛內雜物。

定期檢查：

加熱元件：有無斷裂、變形、老化。硅碳/鉬棒冷端接線處是否氧化、松動。

爐膛：有無裂紋、塌陷、嚴重污染。

爐門密封：是否完好有效。

熱電偶：是否安裝牢固，有無損壞。

電氣連接：是否緊固無松動。

保持干燥： 長期不用時，保持爐內干燥，可放置干燥劑，并定期通電驅潮。

避免驟冷驟熱： 盡量按設定程序升降溫，減少對爐膛和加熱元件的熱沖擊。

博納熱箱式爐工廠

總結口訣：

環境通風要良好，電壓匹配接地牢;樣品干燥容器耐，裝取低溫鉗要長;設定程序細核對，全程監控不離人;高溫開門是大忌，取樣耐心等降溫;易燃易爆禁入爐，安全操作記心間。