工業(yè)爐的介紹
 工業(yè)爐是在工業(yè)生產中，利用燃料燃燒或電能轉化的熱量，將物料或工件加熱的熱工設備。廣義地說，鍋爐也是一種工業(yè)爐，但習慣上人們不把它包括在工業(yè)爐范圍內。
工業(yè)爐的主要組成部分有：工業(yè)爐砌體、工業(yè)爐排煙系統(tǒng)、工業(yè)爐預熱器和工業(yè)爐燃燒裝置等。機械工業(yè)應用的工業(yè)爐有多種類型，在鑄造車間，有熔煉金屬的沖天爐、感應爐、電阻爐、電弧爐、真空爐、平爐、坩堝爐等；有烘烤砂型的砂型干燥爐、鐵合金烘爐和鑄件退火爐等；在鍛壓車間，有對鋼錠或鋼坯進行鍛前加熱的各種加熱爐，和鍛后消除應力的熱處理爐；在金屬熱處理車間，有改善工件機械性能的各種退火、正火、淬火和回火的熱處理爐；在焊接車間，有焊件的焊前預熱爐和焊后回火爐；在粉末冶金車間有燒結金屬的加熱爐等。
工業(yè)爐還廣泛應用于其他工業(yè)，如冶金工業(yè)的金屬熔煉爐、礦石燒結爐和煉焦爐；石油工業(yè)的蒸餾爐和裂化爐；煤氣工業(yè)的發(fā)生爐；硅酸鹽工業(yè)的水泥窯和玻璃熔化、玻璃退火爐；食品工業(yè)的烘烤爐等。
工業(yè)爐的創(chuàng)造和發(fā)展對人類進步起著十分重要的作用。中國在商代出現了較為完善的煉銅爐，爐溫達到1200℃，爐子內徑達0.8米。在春秋戰(zhàn)國時期，人們在熔銅爐的基礎上進一步掌握了提高爐溫的技術，從而生產出了鑄鐵。
1794年，世界上出現了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。后到1864年，法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。他利用蓄熱室對空氣和煤氣進行高溫預熱，從而保證了煉鋼所需的1600℃以上的溫度。1900年前后，電能供應逐漸充足，開始使用各種電阻爐、電弧爐和有芯感應爐。
二十世紀50年代，無芯感應爐得到迅速發(fā)展。后來又出現了電子束爐，利用電子束來沖擊固態(tài)燃料，能強化表面加熱和熔化高熔點的材料。
用于鍛造加熱的爐子最早是手鍛爐，其工作空間是一個凹形槽，槽內填入煤炭，燃燒用的空氣由槽的下部供入，工件埋在煤炭里加熱。這種爐子的熱效率很低，加熱質量也不好，而且只能加熱小型工件，以后發(fā)展為用耐火磚砌成的半封閉或全封閉爐膛的室式爐，可以用煤，煤氣或油作為燃料，也可用電作為熱源，工件放在爐膛里加熱。
為便于加熱大型工件，又出現了適于加熱鋼錠和大鋼坯的臺車式爐，為了加熱長形桿件還出現了井式爐。20世紀20年代后又出現了能夠提高爐子生產率和改善勞動條件的各種機械化、自動化爐型。
工業(yè)爐的燃料也隨著燃料資源的開發(fā)和燃料轉換技術的進步，而由采用塊煤、焦炭、煤粉等固體燃料逐步改用發(fā)生爐煤氣、城市煤氣、天然氣、柴油、燃料油等氣體和液體燃料，并且研制出了與所用燃料相適應的各種燃燒裝置。
工業(yè)爐的結構、加熱工藝、溫度控制和爐內氣氛等，都會直接影響加工后的產品質量。在鍛造加熱爐內，提高金屬的加熱溫度，可以降低變形阻力，但溫度過高會引起晶粒長大、氧化或過燒，嚴重影響工件質量。在熱處理過程中，如果把鋼加熱到臨界溫度以上的某一點，然后突然冷卻，就能提高鋼的硬度和強度；如果加熱到臨界溫度以下的某一點后緩慢冷卻，則又能使鋼的硬度降低而使韌性提高。
為了獲得尺寸精確和表面光潔的工件，或者為了減少金屬氧化以達到保護模具、減少加工余量等目的，可以采用各種少無氧化加熱爐。在敞焰的少無氧化加熱爐內，利用燃料的不完全燃燒產生還原性氣體，在其中加熱工件可使氧化燒損率降低到0.3%以下。
可控氣氛爐是使用人工制備的氣氛，通入爐內可進行氣體滲碳、碳氮共滲、光亮淬火、正火、退火等熱處理：以達到改變金相組織、提高工件機械性能的目的。在流動粒子爐中，利用燃料的燃燒氣體，或外部施加的其他流化劑，強行流過爐床上的石墨粒子或其他惰性粒子層，工件埋在粒子層中能實現強化加熱，也可進行滲碳、氮化等各種無氧化加熱。在鹽浴爐內，用熔融的鹽液作為加熱介質，可防止工件氧化和脫碳。
在沖天爐內熔煉鑄鐵，往往受到焦炭質量、送風方式、爐料情況和空氣溫度等條件的影響，使熔煉過程難于穩(wěn)定，不易獲得優(yōu)質鐵水。熱風沖天爐能有效地提高鐵水溫度、減少合金燒損、降低鐵水氧化率，從而能生產出高級鑄鐵。
隨著無芯感應爐的出現，沖天爐有逐步被取代的趨勢。這種感應爐的熔煉工作不受任何鑄鐵等級的限制，能夠從熔煉一種等級的鑄鐵，很快轉換到熔煉另一種等級的鑄鐵，有利于提高鐵水的質量。一些特種合金鋼，如超低碳不銹鋼以及軋輥和汽輪機轉子等用的鋼，需要將平爐或一般電弧爐熔煉出的鋼水，在精煉爐內通過真空除氣和氬氣攪動去雜，進一步精煉出高純度、大容量的優(yōu)質鋼水。
工業(yè)爐按供熱方式分為兩類：一類是火焰爐(或稱燃料爐)，用固體、液體或氣體燃料在爐內的燃燒熱量對工件進行加熱；第二類是電爐，在爐內將電能轉化為熱量進行加熱。
火焰爐的燃料來源廣，價格低，便于因地制宜采取不同的結構，有利于降低生產費用，但火焰爐難于實現精確控制，對環(huán)境污染嚴重，熱效率較低。電爐的特點是爐溫均勻和便于實現自動控制，加熱質量好。按能量轉換方式，電爐又可分為電阻爐、感應爐和電弧爐。
工業(yè)爐按熱工制度又可分為兩類：一類是間斷式爐又稱周期式爐，其特點是爐子間斷生產，在每一加熱周期內爐溫是變化的，如室式爐、臺車式爐、井式爐等；第二類是連續(xù)式爐，其特點是爐子連續(xù)生產，爐膛內劃分溫度區(qū)段。在加熱過程中每一區(qū)段的溫度是不變的，工件由低溫的預熱區(qū)逐步進入高溫的加熱區(qū)，如連續(xù)式加熱爐和熱處理爐、環(huán)形爐、步進式爐、振底式爐等。
以單位時間單位爐底面積計算的爐子加熱能力稱為爐子生產率。爐子升溫速度越快、爐子裝載量越大，則爐子生產率越高。在一般情況下，爐子生產率越高，則加熱每千克物料的單位熱量消耗也越低。因此，為了降低能源消耗，應該滿負荷生產，盡量提高爐子生產率，同時對燃燒裝置實行燃料與助燃空氣的自動比例調節(jié)，以防止空氣量過�；虿蛔�。此外，還要減少爐墻蓄熱和散熱損失、水冷構件熱損失、各種開口的輻射熱損失、離爐煙氣帶走的熱損失等。
金屬或物料加熱時吸收的熱量與供入爐內的熱量之比，稱為爐子熱效率。連續(xù)式爐比間斷式爐的熱效率高，因為連續(xù)式爐的生產率高，而且是不間斷工作的，爐子熱制度處于穩(wěn)定狀態(tài)，沒有周期性的爐墻蓄熱損失，還由于爐膛內部有一個預熱爐料的區(qū)段，煙氣部分余熱為由于爐膛內部有一個預熱爐料的區(qū)段，煙氣部分余熱為入爐的冷工件所吸收，降低了離爐煙氣的溫度。
為了使爐溫恒定和實現規(guī)定的升溫速度，除必須根據工藝要求、預熱器和爐用機械型式、燃料和燃燒裝置類別、工業(yè)爐排煙方式等確定優(yōu)良的爐型結構外，還需要對燃料和助燃空氣的流量和壓力，或對電功率等可控變量通過各種控制單元進行相互調節(jié)，以實現爐溫、爐氣氛或爐壓的自動控制。
免責聲明：上文僅代表作者或發(fā)布者觀點，與本站無關。本站并無義務對其原創(chuàng)性及內容加以證實。對本文全部或者部分內容(文字或圖片)的真實性、完整性本站不作任何保證或承諾，請讀者參考時自行核實相關內容。本站制作、轉載、同意會員發(fā)布上述內容僅出于傳遞更多信息之目的，但不表明本站認可、同意或贊同其觀點。上述內容僅供參考，不構成投資決策之建議；投資者據此操作，風險自擔。如對上述內容有任何異議，請聯系相關作者或與本站站長聯系，本站將盡可能協(xié)助處理有關事宜。謝謝訪問與合作！ 中鎢在線采集制作.
|
