工業爐按供熱方式分類,工業爐是在工業生產中,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。工業井式爐生產廣義地說,鍋爐也是一種工業爐,但習慣上人們不把它包括在工業爐范圍內。 (1)火焰爐。其按工作室的形狀可分為膛式火焰爐和回轉爐兩類。膛式火焰爐的工作室叫做爐膛,由爐底、爐墻和爐頂組成。回轉爐(或稱為回轉窯)用于鐵礦石的直接還原、氧化鋁礦物的焙燒、黏土礦物的焙燒、以及各種散狀原料的焙燒揮發、離析和干燥作業。(2)電爐。提供工業井式爐電爐又可分為電阻爐、感應爐和電弧爐。電爐的優點有:爐內氣氛容易控制,甚至可抽成真空;物料加熱快,加熱溫度高,溫度容易控制;生產過程容易實現機械化和電動化;勞動衛生條件好;熱效率高;加熱質量好等。
設計要點1.爐型的選擇 2.燃料的選擇3.燃燒裝置,燃燒器的選擇4.爐子設計者須對爐子的熱能利用知識較全面理解5.爐子輻射段和對流段的熱負荷合理分配以及傳熱面的排列布置6.采用新技術,工業井式爐生產新材料時,尚要注意采用的新技術,新材料的先進性與可靠性,經濟性相結合7.用增加傳熱面積方法來提高爐子熱效率的時候,除要防止低溫煙氣腐蝕之外,提供工業井式爐還需要注意增加面積后對系統阻力的影響工業爐的熱效率和燃料消耗量。
發展趨勢,燃料結構盡管煤炭在相當階段內仍是我國的主力能源,但其既污染嚴重,又不利實施高溫空氣燃燒技術。工業井式爐生產所以用油、氣取代煤等固體燃料,是我國工業爐節能發展的戰略性方向。燃燒技術大力完善和推廣高溫空氣燃燒技術仍是今后工業爐節能發展的方向。在保證高溫、高效火焰的基礎上提高爐膛溫度的技術,使爐膛溫度均勻分布的技術,以及N0x控制技術,提供工業井式爐是推動富氧燃燒的核心技術,也是未來的發展方向。同時C02的減排和封存問題將成為重要的研究熱點,余熱回收及充分利用低熱值燃料是工業爐節能發展的重點。
檢測控制我國工業爐的能源消耗大,浪費嚴重,普遍存在空氣過剩系數過大的問題,這主要是由于調節手段的落后,工業井式爐生產工人的勞動強度較大,難以保證理想的燃燒工況。因此提高熱工檢測與控制水平,具有很大的節能潛力。采用先進的自動控制技術,特別是采用微機控制系統,已經成為工業爐自動控制的發展方向。通過設置自動控制系統,提供工業井式爐以各相關系統的及時配合和控制來實現節能。諸如加熱爐各主要過程變量的定量控制,爐溫與燃料流量的串級控制,燃料與助燃空氣的比值控制以及煙道廢氣的含氧量控制等。
常見的熱處理工藝有正火,退火,固溶,時效,淬火,回火,退火,滲碳,滲氮,調質,球化,釬焊等:1. 正火:將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間后在空氣中冷卻,工業井式爐生產得到珠光體類組織的熱處理工藝。2. 退火annealing:將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度,保溫一段時間后,隨爐緩慢冷卻(或埋在砂中或石灰中冷卻)至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。3. 固溶熱處理:將合金加熱至高溫單相區恒溫保持,提供工業井式爐使過剩相充分溶解到固溶體中,然后快速冷卻,以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。
回轉爐或稱回轉窯,在冶金工業中用于鐵礦石的直接還原、氧化鋁礦物的焙燒、粘土礦物的焙燒,提供工業井式爐以及各種散狀原料的焙燒揮發、離析和干燥作業。回轉爐的爐體呈圓筒形,用厚鋼板制成,筒內襯以耐火材料。爐體橫架在支座的滾輪上,稍傾斜(4~6%)。爐體長度與直徑之比在12:1到30:1之間。操作時爐體勻速轉動。由于爐體的傾斜和轉動,工業井式爐生產爐料由高處逐漸移向低處。爐料在運動過程中逐漸升溫,并依次發生物理、化學變化。回轉爐的溫度一般控制在爐料熔點以下。