工業(yè)爐是在工業(yè)生產(chǎn)中,利用燃料燃燒或電能轉(zhuǎn)化的熱量,將物料或工件加熱的熱工設(shè)備。廣義地說,鍋爐也是一種工業(yè)爐,但習(xí)慣上人們不把它包括在工業(yè)爐范圍內(nèi)。-http://www.sxhaishan.com http://www.hszpl.com
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(yù)熱器和工業(yè)爐燃燒裝置等。機(jī)械工業(yè)應(yīng)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(yīng)爐、電爐、烘箱、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(jìn)行鍛前加熱的各種加熱爐,和鍛后消除應(yīng)力的熱處理爐;在電爐金屬熱處理車間,有改善工件機(jī)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(yù)熱爐和焊后烘箱回火爐;在粉末冶金車間有燒結(jié)金屬的加熱爐等。-
工業(yè)爐還廣泛應(yīng)用于其他工業(yè),如冶金工業(yè)的金屬熔煉爐電爐、礦石燒結(jié)爐和煉焦?fàn)t;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(jìn)步起著十分重要的作用。中國在商代出現(xiàn)了較為完善的煉銅爐,爐溫達(dá)到1200℃,爐子內(nèi)徑達(dá)0.8米。在春秋戰(zhàn)國時期,人們在電爐熔銅爐的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握了提高爐溫的技術(shù),從而生產(chǎn)出了鑄鐵。-
1794年,世界上出現(xiàn)了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。后到1864年,法國人馬丁運(yùn)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(jìn)行高溫預(yù)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(yīng)逐漸充足,開始使用各種電阻爐、電弧爐和有芯感應(yīng)爐。-
二十世紀(jì)50年代,無芯感應(yīng)爐得到迅速發(fā)展。后來又出現(xiàn)了電子束爐,利用電子束來沖擊固態(tài)燃料,能強(qiáng)化表面加熱和熔化高熔點(diǎn)的材料。-
用于鍛造加熱的爐子最早是烘箱手鍛爐,其工作空間是一個凹形槽,槽內(nèi)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(zhì)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電爐室式爐,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(xiàn)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(xiàn)了井式爐。20世紀(jì)20年代后又出現(xiàn)了能夠提高爐子生產(chǎn)率和改善勞動條件的各種機(jī)械化、烘箱自動化爐型。-
工業(yè)爐的燃料也隨著燃料資源的開發(fā)和燃料轉(zhuǎn)換技術(shù)的進(jìn)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(yīng)的各種燃燒裝置。-
工業(yè)爐的結(jié)構(gòu)、加熱工藝、溫度控制和爐內(nèi)氣氛等,都會直接影響加工后的產(chǎn)品質(zhì)量。在鍛造加熱爐內(nèi),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(yán)重影響工件質(zhì)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(diǎn),然后突然冷卻,就能提高鋼的硬度和強(qiáng)度;如果加熱到臨界溫度以下的某一點(diǎn)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(dá)到保護(hù)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(nèi),利用燃料的不完全燃燒產(chǎn)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(nèi)可進(jìn)行氣體滲碳、碳氮共滲、光亮淬火、正火、退火等熱處理:以達(dá)到改變金相組織、提高工件機(jī)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)強(qiáng)化加熱,也可進(jìn)行滲碳、氮化等各種無氧化加熱。在鹽浴爐內(nèi),用熔融的鹽液作為加熱介質(zhì),烘箱可防止工件氧化和脫碳。-
在沖天爐內(nèi)熔煉鑄鐵,往往受到焦炭質(zhì)量、送風(fēng)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(zhì)鐵水。熱風(fēng)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(chǎn)出高級鑄鐵。-
隨著無芯感應(yīng)爐的出現(xiàn),沖天爐有逐步被取代的趨勢。這種電爐感應(yīng)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(zhuǎn)換到熔煉另一種等級的鑄鐵,有利于提高鐵水的質(zhì)量。一些特種合金鋼,如超低碳不銹鋼以及軋輥和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等用的鋼,烘箱需要將平爐或一般電弧爐熔煉出的鋼水,在精煉爐內(nèi)通過真空除氣和氬氣攪動去雜,進(jìn)一步精煉出高純度、大容量的優(yōu)質(zhì)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(nèi)的燃燒熱量對工件進(jìn)行加熱;第二類是電爐,在爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為熱量進(jìn)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(jié)構(gòu),有利于降低生產(chǎn)費(fèi)用,但火焰爐難于實(shí)現(xiàn)精確控制,對環(huán)境污染嚴(yán)重,熱效率較低。電爐的特點(diǎn)是爐溫均勻和便于實(shí)現(xiàn)自動控制,加熱質(zhì)量好。按能量轉(zhuǎn)換方式,電爐又可分為電阻爐、感應(yīng)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(diǎn)是爐子間斷生產(chǎn),烘箱在每一加熱周期內(nèi)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(diǎn)是爐子連續(xù)生產(chǎn),爐膛內(nèi)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(yù)熱區(qū)逐步進(jìn)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(jìn)式爐、振底式爐等。-
以單位時間單位電爐爐底面積計算的爐子加熱能力稱為爐子生產(chǎn)率。爐子升溫速度越快、爐子裝載量越大,則爐子生產(chǎn)率越高。在一般情況下,爐子生產(chǎn)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(yīng)該滿負(fù)荷生產(chǎn),盡量提高爐子生產(chǎn)率,同時對燃燒裝置實(shí)行燃料與助燃空氣的自動比例調(diào)節(jié),以防止空氣量過?;虿蛔恪4送?,還要減少爐墻蓄熱和散熱損失、水冷構(gòu)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(nèi)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?yàn)檫B續(xù)式爐的生產(chǎn)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(nèi)部有一個預(yù)熱爐料的區(qū)段,煙氣部分余熱為由于爐膛內(nèi)部有一個預(yù)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?fàn)t溫恒定和實(shí)現(xiàn)規(guī)定的升溫速度,烘箱除必須根據(jù)工藝要求預(yù)熱器和爐用機(jī)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(jié)構(gòu)外,還需要對燃料和助燃空氣的流量和壓力,或?qū)﹄姽β实瓤煽刈兞客ㄟ^各種控制單元進(jìn)行相互調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)爐溫、爐氣氛或爐壓的自動控制。--
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