本文主要對窯爐的常用發熱元件及熱工測量進行介紹。
01發熱元件
電爐按爐溫的高低可以分為低溫（工作溫度低于700℃）、中溫（工作溫度為700~1250℃）和高溫（工作溫度大于1250℃）三類。爐溫在1200℃以下，通常采用鎳鉻絲、鐵鉻鋁絲；爐溫為1350~1400℃時采用硅碳棒；爐溫為1600℃可采用二硅化鉬棒為電熱體。
(1)鎳鉻合金
也稱為鎳基合金，其熔點隨合金成分而定，約為1400℃。在1100℃以下的爐子均使用鎳鉻合金，高溫下不易氧化，不需氣體保護。比體積電阻約為1.11Ω·mm2/m,電阻溫度系數為(8.5~14)×10-5,所以當溫度升高時，電功率較穩定。不同成分的鎳鉻合金其電阻系數及電阻溫度系數不同。高溫強度較高，有較好的塑性和韌性，適應繞制各種類型的電熱元件。電熱元件經高溫使用后一般會變脆，不能再加工，而鎮銘電熱元件如果沒有過燒仍然是較軟的。
(2)鐵鉻鋁合金
鐵鉻鋁合金的熔點比鎳鉻合金高，約為1500℃，加熱后在其表面生成一層氧化鋁，此層氧化鋁的熔點比鎳鉻合金高并不易氧化，起保護作用。國產的高溫鐵鉻鋁最高使用溫度達1300~1400℃。鐵鉻鋁合金強度不太高，比鎳鉻合金低得多，如果過燒容易造成變形倒塌造成短路，縮短使用壽命。性能硬脆，加工性差；經加熱或使用過的鐵鉻鋁合金性能更硬脆，不能再加工。可焊性差，要求快速焊接。在高溫下與酸性耐火材料和氧化鐵反應強烈，在爐里或支撐用時要考慮使用比較純的氧化鋁耐火材料。
(3)硅碳棒
硅碳棒的主要成分為94.4%的SiC；3.6%的SiO2，其余為少量的鋁、鐵、氧化鈣等。熔點為2227℃，使用溫度為1400±50℃。硅碳棒低溫時，其電阻與溫度成反比，但在800℃左右時阻溫特性曲線由負變正，這時注意控制電壓。空氣與碳酸氣在高溫時對硅碳棒起氧化作用，阻值會增加。在使用60~80h后，阻值增加15%~20%，以后逐漸緩慢，這種現象稱為“老化”，要注意控制功率。在正常的氣氛下，爐溫在1400℃時，硅碳棒連續使用壽命可達2000h以上，間斷使用為1000h左右。除棒形外，還可做成管形或螺旋形元件。如圖1.
圖1.硅碳棒示意圖
(4)硅鉬棒
硅鉬棒是用金屬粉末Mo與Si粉通過直接合成的方法制備的，熔點為2030℃，作為電熱體在空氣中連續使用最高溫度為1650℃。硅鉬棒的電阻率隨溫度的升高幾乎以直線關系迅速上升，在恒定電壓下功率在低溫時是高的，隨著溫度上升則功率減小。硅鉬棒在室溫時既硬又脆，沖擊強度低，抗彎和抗拉強度較好，如圖2所示。元件在高于1350℃時變軟并有延展性，伸長率5%，冷卻后又恢復脆性。硅鉬棒特別適用于空氣和中性氣氛（如惰性氣體）。
圖2.硅鉬棒示意圖
02熱工測量
窯爐熱工測量是對正在操作的窯爐，測定一些參數，一方面可以用來衡量設計是否合理，操作是否正常，有無改進之處；另一方面可以檢查爐內溫度分布情況，由實測數據來調節。自動調節的目的是使窯爐能自動地按要求的參數，穩定地運轉。
窯爐熱工測量包括溫度測量，壓力測量，氣氛測量和流速、流量的測量。下面只討論溫度的測量。常用測量工具測溫三角錐、儀器有熱電偶。
(1)測溫三角錐
測溫三角錐（又叫火錐），是用一定成分的硅酸鹽材料（各種不同的氧化物）制成高約6cm的三角錐體。按號碼劃分，每個號碼相當于一個熔融溫度。其熔融溫度與制造測溫錐的成分有關。
測溫時是將測溫錐放在料垛之間，進入窯內與制品同時升溫，當測溫錐軟化，其頂端彎倒恰好與底座接觸時的溫度，被規定為測溫錐的熔融溫度，也就是窯內制品溫度。因為測溫錐與制品處于同一位置，經受相同的升溫和保溫時間，較近似地反映了制品的情況。
如果將多個不同錐號的測溫錐放在車上，然后在燒成帶不同的觀察孔觀察，也可以測出各車位的溫度和燒結情況。
將測溫錐插入耐火泥底時，插入深度約10mm，并使測溫錐與底座平面成80°，我國火錐編號和溫度是一致的，只要將火錐號乘10，就是測定溫度。
(2)熱電偶
圖3.簡單的熱電調測溫系統
熱電偶是由兩根成分不同的金屬絲或合金絲焊接而成，并裝在一根鐵管或瓷管里面，最簡單的測溫系統如圖3所示。兩根金屬絲焊接的一端放在窯爐里，稱為熱端；而另一端放在窯的外面，稱為冷端。用銅導線把它和毫伏計聯起來，由于熱、冷兩端的溫度不同，在熱電偶中產生了一個電動勢，回路中就有電流。兩端所產生的電位差的大小與兩端的溫度差成正比。這樣，毫伏計上就可以指示出溫度的讀數來。
為什么熱電偶兩端溫度不同就會產生一個電動勢呢？因為金屬絲兩端自由電子的能量不同，溫度高的一端電子能量大，容易跑到溫度低的一端去。由于兩種不同成分的金屬絲其單位體積內所含的自由電子數不同，當焊接在一起并處于同一溫度，而冷端接在毫伏計或電位差上也處于同一溫度時，兩根金屬絲中的電子不平衡，所以熱電偶中產生了一個電動勢。接通以后，就有電流產生。
常用的熱電偶有鉑銠-鉑熱電偶、鎳鉻-鎳硅（鎳鉻-鎳鋁）熱電偶、鎳鉻-考銅熱電偶和鉑銠30-鉑銠6熱電偶。
熱電偶在使用過程中，會受到窯內氣氛的侵蝕，而且長時間經受高溫，金屬有再結晶現象，因而使測量不準確，所以應定期校正。
由熱電偶的測溫原理可知，電動勢的大小與熱冷兩端的溫差有關，冷端的溫度要求穩定。但實際上，冷端溫度是有變化的，為此，通常是應用補償導線，將冷端位置移到連接儀表的溫度較為恒定的地方，這樣測得的溫度必須根據冷端溫度進行校正，才是熱端實際溫度。
當熱電偶接上補償導線以后，如果冷端溫度比較恒定，與之配套的顯示儀表機械零點調整又比較方便的話，也可以采用這個方法。如果要求比較精確，可用冷端恒溫法和補償電橋法。有不同材料的補償導線，鉑佬-鉑熱電偶的補償導線是銅-銅鎮，錦銘-銬硅熱電偶的補償導線是銅-康銅。熱電偶及補償線的兩條線有正有負，連接時應正接正，負接負，不要接錯。