為了獲得尺寸和表面光潔的工件,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。鍛造工業爐生產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。提供鍛造工業爐在流動粒子爐中,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。
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,提供鍛造工業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,鍛造工業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。
工業爐行業中普及脈沖燃燒控制技術,由高速燃燒器和工業爐控制系統兩部分組成,采用脈沖燃燒技術來完成工業爐的升溫、控溫。鍛造工業爐生產對于燃氣窯爐內部溫度場和溫度波動力±2°C,對于燃油(柴油)窯爐內部溫度場和溫度波動為±3°C,在使用重柴油為燃料的窯爐上效果良好。普通燃燒器當窯爐內部溫度低于燃料自燃溫度時,燃燒器燃料間斷后火焰立即熄滅,無法繼續燃燒,對爐內溫度不會產生影響,解決了熄火這一問題,甘肅鍛造工業爐并采用當今先進的霧化技術——氣泡霧化技術,使燃燒器的霧化效果更好、霧化介質使用量更少,原來燒輕柴油的窯爐現可燒重柴油。
回收利用煙氣帶走的熱量占燃料爐總供熱量的30%~70%,充分回收煙氣余熱是節約能源的主要途徑[8]。提供鍛造工業爐通常煙氣余熱利用途徑有:(1)裝設預熱器,利用煙氣預熱助燃空氣和燃料。(2)裝設余熱鍋爐,產生熱水或蒸汽,以供生產或生活用。(3)利用煙氣作為低溫爐的熱源或用來預熱冷的工件或爐料。回收煙氣余熱的有效和應用廣的是換熱器。我國開發和推廣應用的高效換熱器有片狀換熱器,各種噴流換熱器,鍛造工業爐生產各種插入件管式換熱器,旋流管式換熱器,麻花管式換熱器,各種組合式換熱器,煤氣管狀換熱器和蓄熱式換熱器等。蓄熱式換熱器是今后技術發展趨勢,其余熱利用后的廢氣排放溫度在200℃以下,節能效益可達30%以上。
脈沖燃燒控制采用的是一種間斷燃燒的方式,使用脈寬調制技術,通過調節燃燒時間的占空比(通斷比)實現窯爐的溫度控制。燃料流量可通過壓力調整預先設定,燒嘴一旦工作,就處于滿負荷狀態,鍛造工業爐生產保證燒嘴燃燒時的燃氣出口速度不變。當需要升溫時,燒嘴燃燒時間加長,間斷時間減小;需要降溫時,燒嘴燃燒時間減小,間斷時間加長。脈沖燃燒控制的主要優點為傳熱效率高,大大降低能耗。可提高爐內溫度場的均勻性。無需在線調整,即可實現燃燒氣氛的控制。可提高燒嘴的負荷調節比。提供鍛造工業爐系統簡單可靠,造價低。減少NOx的生成。普通燒嘴的調節比一般為1:4左右,當燒嘴在滿負荷工作時,燃氣流速、火焰形狀、熱效率均可達到佳狀態,但當燒嘴流量接近其小流量時,熱負荷小,燃氣流速大大降低,火焰形狀達不到要求,熱效率急劇下降,高速燒嘴工作在滿負荷流量50%以下時,上述各項指標距設計要求就有了較大的差距。
工業爐是一種高溫設備,它與燃油、煤氣、電能、灰塵等密切聯系在一起,容易引起火災、燒傷、爆炸、中毒、觸電等事故。鍛造工業爐生產因此,工業爐與一般冷加工設備相比,不安全因素要多得多。一般說來,工業爐操作時的高溫容易發生燙傷、灼傷和燒傷;高溫熔鹽和熔融金屬遇到水后會發生爆炸;煤氣和可控氣氛是易爆氣體,油路、油箱和油庫都是易燃易爆設施,甘肅鍛造工業爐如使用不當,則將發生爆炸和中毒事故;電爐的安全保護裝置失靈,接觸后會發生觸電;氰化爐的氰化物有劇毒;硝鹽爐加熱到550℃以上會產生自燃;硝鹽與木炭、炭黑化合后會發生爆炸。