高溫電爐也叫馬弗電爐,常用于金屬熔融、有機物的灰化、碳化和用于重量法的分析工作。
高溫電爐的溫度,可達1100~1200℃,所以能有這樣的高溫,是因為爐膛的周圍都有爐絲纏繞。爐膛是以傳熱性很好、耐高溫而無漲縮碎裂性的碳化硅結(jié)合體制成的,爐膛的外壁制有凹渠以備嵌入電熱爐絲用。如圖7-3所示。
爐膛的外圍包著一層很厚的絕緣耐熱鎂磚和石棉纖維以減少熱量的損失,外殼再包上帶角鐵的骨架和鐵皮箱。
爐內(nèi)的溫度一般以爐膛底下的變阻器來控制,變阻器的許多接頭與爐絲相接,當滑動把柄滑到某接頭上,即與該接頭相接通電,其構(gòu)造與萬用電爐相似。也有的變阻器不在爐底下,而是另附一套裝置來控制溫度高低的。
爐膛內(nèi)裝有一條空心耐火泥棒,棒內(nèi)裝有一條對溫度很敏感的(即膨脹系數(shù)大的)耐高溫合金棒,這個金屬棒連在爐底或爐外的一個繼電器上,構(gòu)成了一套很靈敏的自動控制系統(tǒng)。
最簡單的自動控制是在耐高溫合金棒上連接一個金屬桿或彈簧片可以調(diào)節(jié)與爐絲接觸點的距離,圖7-4是這種最簡單的裝置示意圖。當爐內(nèi)達不到所需溫度時,金屬棒4膨脹不大,可調(diào)節(jié)連接桿5使與爐絲接頭7相連,繼續(xù)通電加熱。當溫度達到一定高數(shù)值時,金屬棒膨脹并推動連接桿與爐絲接頭斷開,切斷電路停止加熱。爐絲接頭與連接桿的距離是根據(jù)溫度的需要可以調(diào)節(jié)的。
爐門是絕熱耐火磚制成,中間開一小孔,嵌一塊透明云母片以備觀察爐內(nèi)情況。
在爐的上面裝有一個電熱溫度計及時指示出爐內(nèi)溫度。
溫度計是由一個毫伏計和兩種不同導(dǎo)線制成的熱電偶組成。如圖7-5所示。
熱電偶工作的原理,是用兩條不同金屬的導(dǎo)線連成一個閉合電路,在其中一個接點加熱(另一接點處于冷(常)溫狀態(tài)),由于不同金屬中的電子濃度和運動速度不同,就產(chǎn)生了電子擴散現(xiàn)象,這樣在閉合電路中就產(chǎn)生了電流。用一個小電流表接在中間來記錄電流的大小,冷點和熱點溫度差越大,電流強度越大。這個電流數(shù)據(jù)的大小就代表了爐內(nèi)的溫度數(shù)。
熱電偶除用銅和康銅外還有用鉑-鉑銠合金制成,可測高達1400℃的溫度。用鐵和康銅制成的熱電偶也可測至1000°C。
熱電偶的毫伏表上指示的數(shù)值大小,與兩個接點(冷點和熱點)的溫度差成正比。裝在高溫爐上的熱電偶,熱點在爐內(nèi),冷點在爐體外。圖7-6是高溫電爐的外形示意圖。
高溫電爐使用注意事項:
(1)新買來的高溫電爐,選好位置固定后再不要輕易搬動。將熱電偶的棒自爐背面的孔插入爐膛,用專用導(dǎo)線連接高溫計(毫伏表)注意不要將正負極接錯,以免毫伏計上的指針倒轉(zhuǎn)而損壞。
(2)查明電爐所需電源電壓,或?qū)⒖烧{(diào)變壓器接頭接好,使電源電壓與電爐所需電壓相符,并接上地線,避免危險。
(3)將變阻器把柄撥至低溫處(約在1/4的位置)15分鐘后,撥到中處(約在1/2的位置),15~30分鐘后,撥至高溫處。這樣在70~90分鐘可升溫到1000℃。如不需1000℃,可在升至所需溫度時,將變阻器把柄退至中溫處,再調(diào)節(jié)自動控制轉(zhuǎn)鈕到斷接點,即可保持恒溫。
切注意,在升高溫時,不能一次將變阻器調(diào)到最大,要分階段逐漸升溫。
(4)燒灼物質(zhì)被燒達到要求后,先拉下電閘,但不要立即打開爐門,以兔爐膛驟然受冷碎裂。待溫度降至200℃以下(甚至更低)方可開門用長柄坩堝鉗取出樣品。
(5)電爐勿使劇烈震動,因爐絲一經(jīng)紅熱后而被氧化,極易脆斷。同時也勿使電爐受潮濕,以免漏電。
(6)高溫爐底座下面要墊上一塊絕緣石棉板,以防臺面受熱過高損壞和引起火災(zāi)。晚上無人在時,不要開用高溫電爐。
(7)沒有自動控制的高溫電爐,要不時地照看,防止溫度升的過高,以致燒壞爐絲或引起火災(zāi)。
(8)不用高溫爐時,應(yīng)將電閘拉下切斷電源,并將爐門關(guān)好,以防耐火材料受濕氣侵蝕。
(9)爐膛內(nèi)要保持清潔,爐周圍不要放置易燃易爆的物品。也不要放精密儀器。