在冶金工業(yè)中,,加熱爐是將物料或工件(一般是金屬)加熱到軋制成鍛造溫度的設(shè)備(工業(yè)爐)。按爐溫分布,,爐膛沿長度方向分為預(yù)熱段,、加熱段和均熱段。
進(jìn)料端爐溫較低為預(yù)熱段,,其作用在于利用爐氣熱量,,以提高爐子的熱效率。
加熱段為主要供熱段,爐氣溫度較高,,以利于實(shí)現(xiàn)快速加熱,。
均熱段位于出料端,爐氣溫度與金屬料溫度差別很小,,保證出爐料坯的斷面溫度均勻,。
用于加熱小斷面料坯的爐子只有預(yù)熱段和加熱段。習(xí)慣上還按爐內(nèi)安裝燒嘴的供熱帶劃分爐段,,依供熱帶的數(shù)目把爐子稱為一段式,、二段式,以至五段式,、六段式等,。50~60年代,由于軋機(jī)能力加大,,而推鋼式爐的長度受到推鋼長度的限制不能太長,,所以開始在進(jìn)料端增加供熱帶,取消不供熱的預(yù)熱段,,以提高單位爐底面積的生產(chǎn)率,。用這種爐子加熱板坯,爐底的單位面積產(chǎn)量達(dá)900~1000公斤/(米2·時(shí)),,熱耗約為(0.5~0.65)×106千卡/噸,。70年代以來,由于節(jié)能需要,,又由于新興的步進(jìn)式爐允許增加爐子長度,,所以又增設(shè)不供熱的預(yù)熱段,最佳的爐底單位面積產(chǎn)量在600~650公斤/(米2·時(shí)),熱耗約為(0.3~0.5)×106千卡/噸,。
連續(xù)加熱爐通常使用氣體燃料,、重油或粉煤,有的燒塊煤,。為了有效地利用廢氣熱量,,在煙道內(nèi)安裝預(yù)熱空氣和煤氣的換熱器,或安裝余熱鍋爐,。
加熱爐包括有連續(xù)加熱爐和室式加熱爐等,。金屬熱處理用的加熱爐另稱為熱處理爐。初軋前加熱鋼錠或使鋼錠內(nèi)部溫度均勻的爐子稱為均熱爐,。廣義而言,加熱爐也包括均熱爐和熱處理爐,。
在鍛造和軋制生產(chǎn)中,,鋼坯一般在完全燃燒火焰的氧化氣氛中加熱。采用不完全燃燒的還原性火焰(即“自身保護(hù)氣氛”)來直接加熱金屬,可以達(dá)到無氧化或少氧化的目的,。這種加熱方式稱為明火式或敞焰式無氧化加熱,,成功地應(yīng)用于轉(zhuǎn)底式加熱爐和室式加熱爐。再談及加熱爐使用壽命時(shí)無疑離不開的就是內(nèi)襯使用耐火材料的長與短,,根據(jù)現(xiàn)階段在內(nèi)襯材料上多使用低水泥耐火澆注料一體化澆筑砌筑完成,,既可以減少耐火磚的使用量又可節(jié)約一定量的材料成本。方便而快捷,。
連續(xù)加熱爐包括推鋼式加熱爐,、步進(jìn)式爐、轉(zhuǎn)底式爐,、分室式爐等連續(xù)加熱爐,,但習(xí)慣上常指推鋼式爐。
連續(xù)加熱爐多數(shù)用于軋制前加熱金屬料坯,,少數(shù)用于鍛造和熱處理,。
主要特點(diǎn)是:料坯在爐內(nèi)依軋制的節(jié)奏連續(xù)運(yùn)動(dòng),爐氣在爐內(nèi)也連續(xù)流動(dòng),;一般情況,,在爐料的斷面尺寸、品種和產(chǎn)量不變的情況下,,爐子各部分的溫度和爐中金屬料的溫度基本上不隨時(shí)間變化而僅沿爐子長度變化,。
推鋼式連續(xù)加熱爐
靠推鋼機(jī)完成爐內(nèi)運(yùn)料任務(wù)的連續(xù)加熱爐。料坯在爐底或在用水冷管支撐的滑軌上滑動(dòng),,在后一種情況下可對料坯實(shí)行上下兩面加熱,。爐底水管通常用隔熱材料包覆,以減少熱損失,。為減小水冷滑軌造成的料坯下部的“黑印”,,支撐在由耐火材料砌筑的基墻上,這種爐子叫“無水冷爐”,。
步進(jìn)式連續(xù)加熱爐
靠爐底或水冷金屬梁的上升,、前進(jìn)、下降,、后退的動(dòng)作把料坯一步一步地移送前進(jìn)的連續(xù)加熱爐,。爐子有固定爐底和步進(jìn)爐底,或者有固定梁和步進(jìn)梁,。前者叫做步進(jìn)底式爐,,后者叫做步進(jìn)梁式爐。軋鋼用加熱爐的步進(jìn)梁通常由水冷管組成,。步進(jìn)梁式爐可對料坯實(shí)現(xiàn)上下雙面加熱,。
70年代以來,,由于軋機(jī)的大型化,步進(jìn)梁式爐得到了廣泛應(yīng)用,。同推鋼式爐相比,,它的優(yōu)點(diǎn)是:運(yùn)料靈活,必要時(shí)可將爐料全部排出爐外,;料坯在爐底或梁上有間隔地?cái)[開,,可較快地均勻加熱;完全消除了推鋼式爐的拱鋼和粘鋼故障,,因而使?fàn)t的長度不受這些因素的限制,。中國1979年投產(chǎn)的步進(jìn)梁式爐長為32.5米,生產(chǎn)能力為每小時(shí)270噸,。
轉(zhuǎn)底式加熱爐
爐身固定,,爐底轉(zhuǎn)動(dòng),放置在爐底上的料坯隨爐底轉(zhuǎn)動(dòng)由進(jìn)料口移送到出料口,。根據(jù)爐底的形狀,,轉(zhuǎn)底式加熱爐可分為環(huán)形爐和盤形爐兩種,冶金廠軋鋼車間多用環(huán)形爐,。圖是一座生產(chǎn)能力為每小時(shí)75噸的轉(zhuǎn)底環(huán)形加熱爐剖面圖,。這種爐子適于加熱不能用推鋼和步進(jìn)方式運(yùn)送的物料,如圓坯,、車輪和輪箍坯,、模鍛前的異形坯以及品種多和長短不一的料坯等。缺點(diǎn)是爐底面積利用率低,,爐底單位面積產(chǎn)量通常約為350~400公斤/(米2·時(shí)),。
分室式快速加熱爐
由若干個(gè)擺在一條線上的加熱室所組成。加熱室和加熱室之間設(shè)間室,,傳送料坯的輥?zhàn)釉O(shè)在間室內(nèi),,料坯單根(或雙根)地通過各加熱室和間室而被加熱。每個(gè)加熱室與相鄰的間室構(gòu)成一個(gè)“爐節(jié)”,,所以又稱節(jié)式爐,。這種加熱爐能快速加熱,氧化和脫碳少,,適用于加熱圓形料坯和鋼管,。與行星軋機(jī)相配合,可用來加熱連鑄板坯,;也可對某些鋼材進(jìn)行局部加熱,。缺點(diǎn)是單位爐長的生產(chǎn)能力低,爐子熱效率較低,。
用于金屬坯或錠鍛壓前的加熱,。物料加熱時(shí)不移動(dòng),;爐內(nèi)不分段,要求各處爐溫均勻,,對于大鋼錠加熱采用周期性的溫度制度(即爐溫按時(shí)間分為預(yù)熱期、加熱期,、均熱期等),。
室式加熱爐有兩種:固定爐底室式爐和車底式爐。
固定爐底室式爐
爐底面積一般1~10米2,。裝出料多靠人工或簡單機(jī)械,;加熱較大工件的室式爐,也有用專門裝出料機(jī)的,。燃料為煤,、重油或煤氣。有的爐在爐墻上開一縫隙,料坯由縫隙送入爐內(nèi)加熱,叫“縫式爐”,,常用于小件加熱或長料坯的端頭或局部加熱,。這類爐的爐底單位面積產(chǎn)量通常為300~400公斤/(米2·時(shí)),單位熱耗每噸鋼約為(1.0~1.5)×106千卡,。
車底式爐
用于重量為十幾噸至幾百噸的大鋼錠在鍛壓前的加熱,,爐型為室式或隧道式。加熱物件放置在臺車上,,爐外進(jìn)行裝卸料,,由車間吊車或其他牽引裝置把臺車拽入或拖出爐膛,大鋼錠加熱要求爐溫分布均勻,,所以車底式爐常采用分散供熱和分散排煙(燒嘴和煙道口分散地布置在爐子側(cè)墻上),。
按通風(fēng)方式分類
分為自然通風(fēng)加熱爐:利用煙囪的抽力吸入燃燒空氣,并將煙氣排出的加熱爐,。
強(qiáng)制通風(fēng)加熱爐:燃料氣燃燒所需要的空氣是用鼓風(fēng)機(jī)送入,,而煙氣則通過引風(fēng)機(jī)(或煙囪抽力)排出的加熱爐。
按熱源劃分有燃料加熱爐,、電阻加熱爐,、感應(yīng)加熱爐、微波加熱爐等,。