工业炉.docx

1、工业炉工 业 炉 是 在 工 业 生 产 中 ， 利 用 燃 料 燃 烧 或 电 能 转 化 的 热 量 ， 将 物 料 或 工 件加 热 的 热 工 设 备 。 广 义 地 说 ， 锅 炉 也 是 一 种 工 业 炉 ， 但 习 惯 上 人 们 不 把 它 包括 在 工 业 炉 范 围 内 。组 成 部 分工 业 炉 砌 体 、 工 业 炉 排 烟 系 统 、 工 业 炉 预 热 器 和 工 业 炉 燃 烧 装 置 等 。 应 用 分 类在 铸 造 车 间 ， 有 熔 炼 金 属 的 冲 天 炉 、 感 应 炉 、 电 阻 炉 、 电 弧 炉 、 真 空炉 、 平 工 业 炉炉 、 坩 埚

2、炉 等 ； 有 烘 烤 砂 型 的 砂 型 干 燥 炉 、 铁 合 金 烘 炉 和 铸 件 退 火 炉 等 ； 在锻 压 车 间 ， 有 对 钢 锭 或 钢 坯 进 行 锻 前 加 热 的 各 种 加 热 炉 ， 和 锻 后 消 除 应 力的 热 处 理 炉 ； 在 金 属 热 处 理 车 间 ， 有 改 善 工 件 机 械 性 能 的 各 种 退 火 、 正 火 、淬 火 和 回 火 的 热 处 理 炉 ； 在 焊 接 车 间 ， 有 焊 件 的 焊 前 预 热 炉 和 焊 后 回 火 炉 ；在 粉 末 冶 金 车 间 有 烧 结 金 属 的 加 热 炉 等 。 应 用 其 他 工 业 ，

3、如 冶 金 工 业 的 金 属 熔 炼 炉 、 矿 石 烧 结 炉 和 炼 焦 炉 ； 石 油工 业 的 蒸 馏 炉 和 裂 化 炉 ； 煤 气 工 业 的 发 生 炉 ； 硅 酸 盐 工 业 的 水 泥 窑 和 玻 璃 熔化 、 玻 璃 退 火 炉 ； 食 品 工 业 的 烘 烤 炉 等 。 设 计 要 点1.炉 型 的 选 择 2.燃 料 的 选 择 3.燃 烧 装 置 ， 燃 烧 器 的 选 择 4.炉 子 设 计 者 须 对 炉 子 的 热 能 利 用 知 识 较 全 面 理 解 5.炉 子 辐 射 段 和 对 流 段 的 热 负 荷 合 理 分 配 以 及 传 热 面 的 排 列 布

4、 置 6.采 用 新 技 术 ， 新 材 料 时 ， 尚 要 注 意 采 用 的 新 技 术 ， 新 材 料 的 先 进 性 与可 靠 性 ， 经 济 性 相 结 合 7.用 增 加 传 热 面 积 方 法 来 提 高 炉 子 热 效 率 的 时 候 ， 除 要 防 止 低 温 烟 气 腐蚀 之 外 ， 还 需 要 注 意 增 加 面 积 后 对 系 统 阻 力 的 影 响 工 业 炉 的 热 效 率 和 燃 料 消耗 量 。 发 展 历 程工 业 炉 的 创 造 和 发 展 对 人 类 进 步 起 着 十 分 重 要 的 作 用 。 中 国 在 商 代 出 现了 较 加 热 炉为 完 善 的

5、 炼 铜 炉 ， 炉 温 达 到 1200 ， 炉 子 内 径 达 0.8 米 。 在 春 秋 战 国 时 期 ，人 们 在 熔 铜 炉 的 基 础 上 进 一 步 掌 握 了 提 高 炉 温 的 技 术 ， 从 而 生 产 出 了 铸 铁 1794 年 ， 世 界 上 出 现 了 熔 炼 铸 铁 的 直 筒 形 冲 天 炉 。 后 到 1864 年 ， 法 国人 马 丁 运 用 英 国 人 西 门 子 的 蓄 热 式 炉 原 理 ， 建 造 了 用 气 体 燃 料 加 热 的 第 一 台炼 钢 平 炉 。 他 利 用 蓄 热 室 对 空 气 和 煤 气 进 行 高 温 预 热 ， 从 而 保

6、 证 了 炼 钢 所 需的 1600 以 上 的 温 度 。 1900 年 前 后 ， 电 能 供 应 逐 渐 充 足 ， 开 始 使 用 各 种 电阻 炉 、 电 弧 炉 和 有 芯 感 应 炉 。 二 十 世 纪 50 年 代 ， 无 芯 感 应 炉 得 到 迅 速 发 展 。 后 来 又 出 现 了 电 子 束 炉 ，利 用 电 子 束 来 冲 击 固 态 燃 料 ， 能 强 化 表 面 加 热 和 熔 化 高 熔 点 的 材 料 。 用 于 锻 造 加 热 的 炉 子 最 早 是 手 锻 炉 ， 其 工 作 空 间 是 一 个 凹 形 槽 ， 槽 内 填入 煤 炭 ， 燃 烧 用 的

7、空 气 由 槽 的 下 部 供 入 ， 工 件 埋 在 煤 炭 里 加 热 。 这 种 炉 子 的热 效 率 很 低 ， 加 热 质 量 也 不 好 ， 而 且 只 能 加 热 小 型 工 件 ， 以 后 发 展 为 用 耐 火砖 砌 成 的 半 封 闭 或 全 封 闭 炉 膛 的 室 式 炉 ， 可 以 用 煤 ， 煤 气 或 油 作 为 燃 料 ， 也可 用 电 作 为 热 源 ， 工 件 放 在 炉 膛 里 加 热 。 为 便 于 加 热 大 型 工 件 ， 又 出 现 了 适 于 加 热 钢 锭 和 大 钢 坯 的 台 车 式 炉 ， 为了 加 热 长 形 杆 件 还 出 现 了 井

8、式 炉 。 20 世 纪 20 年 代 后 又 出 现 了 能 够 提 高 炉 子生 产 率 和 改 善 劳 动 条 件 的 各 种 机 械 化 、 自 动 化 炉 型 。 工 业 炉 的 燃 料 也 随 着 燃 料 资 源 的 开 发 和 燃 料 转 换 技 术 的 进 步 ， 而 由 采 用块 煤 、 焦 炭 、 煤 粉 等 固 体 燃 料 逐 步 改 用 发 生 炉 煤 气 、 城 市 煤 气 、 天 然 气 、 柴油 、 燃 料 油 等 气 体 和 液 体 燃 料 ， 并 且 研 制 出 了 与 所 用 燃 料 相 适 应 的 各 种 燃 烧装 置 。 工 业 炉 的 结 构 、 加

9、热 工 艺 、 温 度 控 制 和 炉 内 气 氛 等 ， 都 会 直 接 影 响 加 工后 的 产 品 质 量 。 在 锻 造 加 热 炉 内 ， 提 高 金 属 的 加 热 温 度 ， 可 以 降 低 变 形 阻 力 ，但 温 度 过 高 会 引 起 晶 粒 长 大 、 氧 化 或 过 烧 ， 严 重 影 响 工 件 质 量 。 在 热 处 理 过程 中 ， 如 果 把 钢 加 热 到 临 界 温 度 以 上 的 某 一 点 ， 然 后 突 然 冷 却 ， 就 能 提 高 钢的 硬 度 和 强 度 ； 如 果 加 热 到 临 界 温 度 以 下 的 某 一 点 后 缓 慢 冷 却 ， 则

10、又 能 使 钢的 硬 度 降 低 而 使 韧 性 提 高 。 为 了 获 得 尺 寸 精 确 和 表 面 光 洁 的 工 件 ， 或 者 为 了 减 少 金 属 氧 化 以 达 到 保护 模 具 、 减 少 加 工 余 量 等 目 的 ， 可 以 采 用 各 种 少 无 氧 化 加 热 炉 。 在 敞 焰 的少 无 氧 化 加 热 炉 内 ， 利 用 燃 料 热 处 理 炉的 不 完 全 燃 烧 产 生 还 原 性 气 体 ， 在 其 中 加 热 工 件 可 使 氧 化 烧 损 率 降 低 到0.3%以 下 。 可 控 气 氛 炉 是 使 用 人 工 制 备 的 气 氛 ， 通 入 炉 内 可

11、 进 行 气 体 渗 碳 、 碳 氮 共渗 、 光 亮 淬 火 、 正 火 、 退 火 等 热 处 理 ： 以 达 到 改 变 金 相 组 织 、 提 高 工 件 机 械性 能 的 目 的 。 在 流 动 粒 子 炉 中 ， 利 用 燃 料 的 燃 烧 气 体 ， 或 外 部 施 加 的 其 他 流化 剂 ， 强 行 流 过 炉 床 上 的 石 墨 粒 子 或 其 他 惰 性 粒 子 层 ， 工 件 埋 在 粒 子 层 中 能实 现 强 化 加 热 ， 也 可 进 行 渗 碳 、 氮 化 等 各 种 无 氧 化 加 热 。 在 盐 浴 炉 内 ， 用熔 融 的 盐 液 作 为 加 热 介 质

12、， 可 防 止 工 件 氧 化 和 脱 碳 。 在 冲 天 炉 内 熔 炼 铸 铁 ， 往 往 受 到 焦 炭 质 量 、 送 风 方 式 、 炉 料 情 况 和 空 气温 度 等 条 件 的 影 响 ， 使 熔 炼 过 程 难 于 稳 定 ， 不 易 获 得 优 质 铁 水 。 热 风 冲 天 炉能 有 效 地 提 高 铁 水 温 度 、 减 少 合 金 烧 损 、 降 低 铁 水 氧 化 率 ， 从 而 能 生 产 出 高级 铸 铁 。 随 着 无 芯 感 应 炉 的 出 现 ， 冲 天 炉 有 逐 步 被 取 代 的 趋 势 。 这 种 感 应 炉 的 熔炼 工 作 不 受 任 何 铸

13、铁 等 级 的 限 制 ， 能 够 从 熔 炼 一 种 等 级 的 铸 铁 ， 很 快 转 换 到熔 炼 另 一 种 等 级 的 铸 铁 ， 有 利 于 提 高 铁 水 的 质 量 。 一 些 特 种 合 金 钢 ， 如 超 低碳 不 锈 钢 以 及 轧 辊 和 汽 轮 机 转 子 等 用 的 钢 ， 需 要 将 平 炉 或 一 般 电 弧 炉 熔 炼 出的 钢 水 ， 在 精 炼 炉 内 通 过 真 空 除 气 和 氩 气 搅 动 去 杂 ， 进 一 步 精 炼 出 高 纯 度 、大 容 量 的 优 质 钢 水 。 火 焰 炉 的 燃 料 来 源 广 ， 价 格 低 ， 便 于 因 地 制

14、宜 采 取 不 同 的 结 构 ， 有 利 于降 低 生 产 费 用 ， 但 火 焰 炉 难 于 实 现 精 确 控 制 ， 对 环 境 污 染 严 重 ， 热 效 率 较 低 。电 炉 的 特 点 是 炉 温 均 匀 和 便 于 实 现 自 动 控 制 ， 加 热 质 量 好 。 按 能 量 转 换 方 式 ，电 炉 又 可 分 为 电 阻 炉 、 感 应 炉 和 电 弧 炉 。 以 单 位 时 间 单 位 炉 底 面 积 计 算 的炉 子 加 热 能 力 称 为 炉 子 生 产 率 。 炉 子 升 温 速 度 越 快 、 炉 子 装 载 量 越 大 ， 则 炉子 生 产 率 越 高 。 在

15、 一 般 情 况 下 ， 炉 子 生 产 率 越 高 ， 则 加 热 每 千 克 物 料 的 单 位热 量 消 耗 也 越 低 。 因 此 ， 为 了 降 低 能 源 消 耗 ， 应 该 满 负 荷 生 产 ， 尽 量 提 高 炉子 生 产 率 ， 同 时 对 燃 烧 装 置 实 行 燃 料 与 助 燃 空 气 的 自 动 比 例 调 节 ， 以 防 止 空气 量 过 剩 或 不 足 。 此 外 ， 还 要 减 少 炉 墙 蓄 热 和 散 热 损 失 、 水 冷 构 件 热 损 失 、各 种 开 口 的 辐 射 热 损 失 、 离 炉 烟 气 带 走 的 热 损 失 等 。 金 属 或 物 料

16、 加 热 时 吸 收 的 热 量 与 供 入 炉 内 的 热 量 之 比 ， 称 为 炉 子 热 效 率 。连 续 式 炉 比 间 断 式 炉 的 热 效 率 高 ， 因 为 连 续 式 炉 的 生 产 率 高 ， 而 且 是 不 间 断工 作 的 ， 炉 子 热 制 度 处 熔 炼 炉于 稳 定 状 态 ， 没 有 周 期 性 的 炉 墙 蓄 热 损 失 ， 还 由 于 炉 膛 内 部 有 一 个 预 热 炉 料的 区 段 ， 烟 气 部 分 余 热 为 由 于 炉 膛 内 部 有 一 个 预 热 炉 料 的 区 段 ， 烟 气 部 分 余热 为 入 炉 的 冷 工 件 所 吸 收 ， 降

17、低 了 离 炉 烟 气 的 温 度 。 为 了 使 炉 温 恒 定 和 实 现 规 定 的 升 温 速 度 ， 除 必 须 根 据 工 艺 要 求 、 预 热 器和 炉 用 机 械 型 式 、 燃 料 和 燃 烧 装 置 类 别 、 工 业 炉 排 烟 方 式 等 确 定 优 良 的 炉 型结 构 外 ， 还 需 要 对 燃 料 和 助 燃 空 气 的 流 量 和 压 力 ， 或 对 电 功 率 等 可 控 变 量 通过 各 种 控 制 单 元 进 行 相 互 调 节 ， 以 实 现 炉 温 、 炉 气 氛 或 炉 压 的 自 动 控 制 。 燃 气 为 液 化 气 ， 天 然 气 ， 焦 炉

18、 煤 气 ， 城 市 煤 气 ， 转 炉 煤 气 ， 混 合 煤 气 ，发 生 炉 煤 气 ， 高 炉 煤 气 等 。 设 备 分 类工 业 炉 按 供 热 方 式 分 为 两 类 ： 一 类 是 火 焰 炉 (或 称 燃 料 炉 )， 用 固 体 、液 体 或 气 体 燃 料 在 炉 内 的 燃 烧 热 量 对 工 件 进 行 加 热 ； 第 二 类 是 电 炉 ， 在 炉内 将 电 能 转 化 为 热 量 进 行 加 热 。 工 业 炉 按 热 工 制 度 又 可 分 为 两 类 ： 一 类 是 间 断 式 炉 又 称 周 期 式 炉 ， 其特 点 是 炉 子 间 断 生 产 ， 在 每

19、一 加 热 周 期 内 炉 温 是 变 化 的 ， 如 室 式 炉 、 台 车 式炉 、 井 式 炉 等 ； 第 二 类 是 连 续 式 炉 ， 其 特 点 是 炉 子 连 续 生 产 ， 炉 膛 内 划 分 温度 区 段 。 在 加 热 过 程 中 每 一 区 段 的 温 度 是 不 变 的 ， 工 件 由 低 温 的 预 热 区 逐 步进 入 高 温 的 加 热 区 ， 如 连 续 式 加 热 炉 和 热 处 理 炉 、 环 形 炉 、 步 进 式 炉 、 振底 式 炉 等 。燃 气 工 业 炉工 业 炉 按 供 热 方 式 分 为 两 类 ： 一 类 是 火 焰 炉 （ 或 称 燃 料

20、炉 ） ， 用 固 体 、 液 电 炉体 或 气 体 燃 料 在 炉 内 的 燃 烧 热 量 对 工 件 进 行 加 热 ； 第 二 类 是 电 炉 ， 在 炉 内 将 电 能 转 化 为热 量 进 行 加 热 。 膛 式 火 焰 炉膛 式 火 焰 炉 的 工 作 室 叫 做 炉 膛 ， 由 炉 底 、 炉 墙 和 炉 顶 组 成 。 用 作 或 时 ， 炉 底 的 结 构有 多 种 型 式 ， 并 可 按 炉 底 结 构 称 为 车 底 炉 、 推 料 式 炉 、 步 进 炉 、 辊 底 炉 、 链 式 炉 、 环形 炉 等 。 熔 炼 用 火 焰 炉 （ 如 、 炼 铜 ） 的 炉 底 是

21、 凹 下 的 熔 池 ， 用 以 存 放 熔 融 金 属 。 熔 池 的形 状 ， 呈 长 方 形 、 圆 形 或 椭 圆 形 。 熔 池 底 部 有 液 体 金 属 的 排 出 口 。 炉 墙 上 有 炉 门 、 窥 视孔 、 出 渣 口 等 。 炉 顶 结 构 有 拱 顶 和 吊 顶 两 种 ； 前 者 用 于 宽 度 较 小 的 炉 子 ， 后 者 用 于 较 宽的 炉 子 。 在 高 温 火 焰 炉 上 ， 火 焰 直 接 进 入 炉 膛 。 如 以 块 煤 为 燃 料 ， 则 需 单 独 设 置 固 体 燃料 的 燃 烧 室 ， 火 焰 翻 过 火 口 进 入 炉 膛 。 如 以 粉

22、 煤 、 煤 气 或 燃 料 油 为 燃 料 ， 则 需 用 燃 烧 器 。回 转 炉回 转 炉 或 称 回 转 窑 ， 在 冶 金 工 业 中 用 于 铁 矿 石 的 直 接 还 原 、 氧 化 铝 矿 物 的 焙 烧 、 粘土 矿 物 的 焙 烧 ， 以 及 各 种 散 状 原 料 的 焙 烧 挥 发 、 离 析 和 干 燥 作 业 。 回 转 炉 的 炉 体 呈 圆 筒形 ， 用 厚 钢 板 制 成 ， 筒 内 衬 以 耐 火 材 料 。 炉 体 横 架 在 支 座 的 滚 轮 上 ， 稍 倾 斜 (4 6%)。炉 体 长 度 与 直 径 之 比 在 12:1 到 30:1 之 间 。

23、操 作 时 炉 体 匀 速 转 动 。 由 于 炉 体 的 倾 斜 和 转动 ， 炉 料 由 高 处 逐 渐 移 向 低 处 。 炉 料 在 运 动 过 程 中 逐 渐 升 温 ， 并 依 次 发 生 物 理 、 化 学 变化 。 回 转 炉 的 温 度 一 般 控 制 在 炉 料 熔 点 以 下 。 电 炉电 炉 1利 用 电 热 效 应 供 热 的 冶 金 炉 神 光 电 炉 。 电 炉 设 备 通 常 是 成 套 的 ,包 括 电 炉 大 型 燃 气 工 业 炉炉 体 ， 电 力 设 备 （ 电 炉 变 压 器 、 整 流 器 、 变 频 器 等 ） ， 开 闭 器 ， 附 属 辅 助

24、电 器 （ 阻 流器 、 补 偿 电 容 等 ） ， 真 空 设 备 ， 检 测 控 制 仪 表 （ 电 工 仪 表 、 热 工 仪 表 等 ） ， 自 动 调 节 系统 ， 炉 用 机 械 设 备 （ 进 出 料 机 械 、 炉 体 倾 转 装 置 等 ） 。 大 型 电 炉 的 电 力 设 备 和 检 测 控 制仪 表 等 一 般 集 中 在 电 炉 供 电 室 。 同 燃 料 炉 比 较 ， 电 炉 的 优 点 有 ： 炉 内 气 氛 容 易 控 制 ， 甚至 可 抽 成 真 空 ； 物 料 加 热 快 ， 加 热 温 度 高 ， 温 度 容 易 控 制 ； 生 产 过 程 较 易 实

25、现 机 械 化 和自 动 化 ； 劳 动 卫 生 条 件 好 ； 热 效 率 高 ； 产 品 质 量 好 等 。 工 业 炉 按 热 工 制 度 又 可 分 为 两 类 ： 一 类 是 间 断 式 炉 ， 又 称 周 期 式 炉 ， 其 特 点 是 炉 子间 断 生 产 ， 在 每 一 加 热 周 期 内 炉 温 是 变 化 的 ， 如 室 式 炉 、 台 车 式 炉 、 井 式 炉 等 ； 第 二 类是 连 续 式 炉 ， 其 特 点 是 炉 子 连 续 生 产 ， 炉 膛 内 划 分 温 度 区 段 。 在 加 热 过 程 中 每 一 区 段 的温 度 是 不 变 的 ， 工 件 由 低

26、温 的 预 热 区 逐 步 进 入 高 温 的 加 热 区 ， 如 连 续 式 加 热 炉 和 热 处 理炉 、 环 形 炉 、 步 进 式 炉 、 振 底 式 炉 等 。 电 炉 式 工 业 炉工 业 炉 以 单 位 时 间 单 位 炉 底 面 积 计 算 的 炉 子 加 热 能 力 称 为 炉 子 生 产 率 。 炉 子 升 温 速度 越 快 、 炉 子 装 载 量 越 大 ， 则 炉 子 生 产 率 越 高 。 在 一 般 情 况 下 ， 炉 子 生 产 率 越 高 ， 则 加热 每 千 克 物 料 的 单 位 热 量 消 耗 也 越 低 。 因 此 ， 为 了 降 低 能 源 消 耗

27、， 应 该 满 负 荷 生 产 ， 尽量 提 高 炉 子 生 产 率 ， 同 时 对 燃 烧 装 置 实 行 燃 料 与 助 燃 空 气 的 自 动 比 例 调 节 ， 以 防 止 空 气量 过 剩 或 不 足 。 此 外 ， 还 要 减 少 炉 墙 蓄 热 和 散 热 损 失 、 水 冷 构 件 热 损 失 、 各 种 开 口 的 辐射 热 损 失 、 离 炉 烟 气 带 走 的 热 损 失 等 。 金 属 或 物 料 加 热 时 吸 收 的 热 量 与 供 入 炉 内 的 热 量 之 比 ， 称 为 炉 子 热 效 率 。 连 续 式 炉比 间 断 式 炉 的 热 效 率 高 ， 因 为

28、连 续 式 炉 的 生 产 率 高 ， 而 且 是 不 间 断 工 作 的 ， 炉 子 热 制度 处 于 稳 定 状 态 ， 没 有 周 期 性 的 炉 墙 蓄 热 损 失 ， 还 由 于 炉 膛 内 部 有 一 个 预 热 炉 料 的 区 段 ，烟 气 部 分 余 热 为 入 炉 的 冷 工 件 所 吸 收 ， 降 低 了 离 炉 烟 气 的 温 度 。 提 高 炉 子 热 效 率 的 基 本 措 施 是 ： 充 分 提 高 燃 烧 效 率 ， 强 化 对 工 件 的 传 热 工 业 炉； 尽 可 能 地 连 续 生 产 和 满 负 荷 工 作 ； 设 置 预 热 器 ， 对 空 气 及 煤

29、 气 进 行 预 热 ， 以 回 收 烟 气余 热 ； 采 用 比 热 容 和 热 导 率 低 的 耐 火 材 料 ， 以 减 少 炉 墙 蓄 热 和 散 热 损 失 。 为 了 使 炉 温 恒 定 和 实 现 规 定 的 升 温 速 度 ， 除 必 须 根 据 工 艺 要 求 、 预 热 器 和 炉 用 机械 型 式 、 燃 料 和 燃 烧 装 置 类 别 、 工 业 炉 排 烟 方 式 等 确 定 优 良 的 炉 型 结 构 外 ， 还 需 要 对 燃料 和 助 燃 空 气 的 流 量 和 压 力 ， 或 对 电 功 率 等 可 控 变 量 通 过 各 种 控 制 单 元 进 行 相 互

30、调 节 ，以 实 现 炉 温 、 炉 气 氛 或 炉 压 的 自 动 控 制 。 设 备 发 展 工 业 炉 行 业 采 用 脉 冲 燃 烧 的 必 要 性 高 档 工 业 产 品 对 炉 内 温 度 场 的 均 匀 性 要 求 较 高 ， 对 燃 烧 气 氛 的 稳 定 可 控 性 要 求 较 高 ，使 用 传 统 的 连 续 燃 烧 控 制 无 法 实 现 。 随 着 宽 断 面 、 大 容 量 的 工 业 炉 的 出 现 ， 必 须 采 用 脉冲 燃 烧 控 制 技 术 才 能 控 制 炉 内 温 度 场 的 均 匀 性 。 脉 冲 燃 烧 控 制 的 优 势 脉 冲 燃 烧 控 制 采

31、 用 的 是 一 种 间 断 燃 烧 的 方 式 ， 使 用 脉 宽 调 制 技 术 ， 通 过 调 节 燃 烧时 间 的 占 空 比 （ 通 断 比 ） 实 现 窑 炉 的 温 度 控 制 。 燃 料 流 量 可 通 过 压 力 调 整 预 先 设 定 ， 烧嘴 一 旦 工 作 ， 就 处 于 满 负 荷 状 态 ， 保 证 烧 嘴 燃 烧 时 的 燃 气 出 口 速 度 不 变 。 当 需 要 升 温 时 ，烧 嘴 燃 烧 时 间 加 长 ， 间 断 时 间 减 小 ； 需 要 降 温 时 ， 烧 嘴 燃 烧 时 间 减 小 ， 间 断 时 间 加 长 。脉 冲 燃 烧 控 制 的 主 要

32、 优 点 为 传 热 效 率 高 ， 大 大 降 低 能 耗 。 可 提 高 炉 内 温 度 场 的 均 匀 性 。无 需 在 线 调 整 ， 即 可 实 现 燃 烧 气 氛 的 精 确 控 制 。 可 提 高 烧 嘴 的 负 荷 调 节 比 。 系 统 简 单 可靠 ， 造 价 低 。 减 少 NOx 的 生 成 。 普 通 烧 嘴 的 调 节 比 一 般 为 1： 4 左 右 ， 当 烧 嘴 在 满 负荷 工 作 时 ， 燃 气 流 速 、 火 焰 形 状 、 热 效 率 均 可 达 到 最 佳 状 态 ， 但 当 烧 嘴 流 量 接 近 其 最 小流 量 时 ， 热 负 荷 最 小 ，

33、燃 气 流 速 大 大 降 低 ， 火 焰 形 状 达 不 到 要 求 ， 热 效 率 急 剧 下 降 ， 高速 烧 嘴 工 作 在 满 负 荷 流 量 50%以 下 时 ， 上 述 各 项 指 标 距 设 计 要 求 就 有 了 较 大 的 差 距 。 脉 冲 燃 烧 则 不 然 ， 无 论 在 何 种 情 况 下 ， 烧 嘴 只 有 两 种 工 作 状 态 ， 一 种 是 满 回 转 工 业 炉负 荷 工 作 ， 另 一 种 是 不 工 作 ， 只 是 通 过 调 整 两 种 状 态 的 时 间 比 进 行 温 度 调 节 ， 所 以 采 用脉 冲 燃 烧 可 弥 补 烧 嘴 调 节 比

34、低 的 缺 陷 ， 需 要 低 温 控 制 时 仍 能 保 证 烧 嘴 工 作 在 最 佳 燃 烧状 态 。 在 使 用 高 速 烧 嘴 时 ， 燃 气 喷 出 速 度 快 ， 使 周 围 形 成 负 压 ， 将 大 量 窑 内 烟 气 吸 人主 燃 气 内 ， 进 行 充 分 搅 拌 混 合 ， 延 长 了 烟 气 在 窑 内 的 滞 流 时 间 ， 增 加 了 烟 气 与 制 品 的 接触 时 间 ， 从 而 提 高 了 对 流 传 热 效 率 ， 另 外 ， 窑 内 烟 气 与 燃 气 充 分 搅 拌 混 合 ， 使 燃 气 温 度与 窑 内 烟 气 温 度 接 近 ， 提 高 窑 内

35、温 度 场 的 均 匀 性 ， 减 少 高 温 燃 气 对 被 加 热 体 的 直 接 热 冲击 。 脉 冲 燃 烧 控 制 技 术 在 工 业 炉 窑 中 的 应 用 工 业 炉 行 业 中 普 及 脉 冲 燃 烧 控 制 技 术 ， 由 高 速 燃 烧 器 和 工 业 炉 控 制 系 统 两 部 分 组 成 ，采 用 脉 冲 燃 烧 技 术 来 完 成 工 业 炉 的 升 温 、 控 温 。 对 于 燃 气 窑 炉 内 部 温 度 场 和 温 度 波 动 力2C， 对 于 燃 油 （ 柴 油 ） 窑 炉 内 部 温 度 场 和 温 度 波 动 为 3C， 在 使 用 重 柴 油 为 燃 料

36、 的窑 炉 上 效 果 良 好 。 普 通 燃 烧 器 当 窑 炉 内 部 温 度 低 于 燃 料 自 燃 温 度 时 ， 燃 烧 器 燃 料 间 断 后火 焰 立 即 熄 灭 ， 无 法 继 续 燃 烧 ， 对 炉 内 温 度 不 会 产 生 影 响 ， 解 决 了 熄 火 这 一 问 题 ， 并 采用 当 今 最 先 进 的 雾 化 技 术 气 泡 雾 化 技 术 ， 使 燃 烧 器 的 雾 化 效 果 更 好 、 雾 化 介 质 使 用量 更 少 ， 原 来 烧 轻 柴 油 的 窑 炉 现 可 烧 重 柴 油 。 在 实 际 应 用 过 程 中 ， 采 用 普 通 的 脉 宽 调 制 的

37、 方 法 调 节 燃 烧 占 空 比 时 ， 当 占 空 比 接 近0%或 100%时 ， 间 断 或 燃 烧 的 时 间 太 短 ， 现 场 的 运 行 效 果 不 理 想 ， 于 是 我 们 引 人 了 最 小时 间 这 一 概 念 ， 将 间 断 和 燃 烧 的 最 小 时 间 定 为 3 秒 ， 当 占 空 比 接 近 0%或 100%时 ， 延长 相 应 的 燃 烧 和 间 断 时 间 即 可 解 决 这 一 问 题 。 脉 冲 燃 烧 作 为 一 项 新 技 术 有 着 广 阔 的 应 用前 景 ， 可 广 泛 应 用 于 陶 瓷 、 冶 金 、 石 化 等 行 业 ， 对 提 高

38、 产 品 质 量 、 降 低 燃 耗 、 减 少 污染 将 发 挥 重 大 作 用 ， 是 工 业 炉 行 业 自 动 控 制 的 一 次 革 新 ， 将 成 为 未 来 工 业 炉 燃 烧 技 术的 发 展 方 向 。 中 频 感 应 加 热 电 炉 在 现 在 的 实 际 的 生 产 中 占 有 重 要 的 比 例 ， 尤 其 在 圆 钢的 锻 前 加 热 ， 淬 火 设 备 中 占 有 重 要 的 地 位 。 设 备 使 用工 业 炉 在 其 生 产 过 程 中 经 常 会 涉 及 熔 炼 、 干 燥 、 烘 烤 、 加 还 化 学 反 应 等 加 热 的 工 序 。而 工 业 炉 窑

39、就 是 用 于 这 些 工 序 的 加 热 设 备 。 而 为 这 些 设 备 提 供 热 源 的 燃 料 主 要 有 气 体 燃料 、 液 体 燃 料 、 固 体 燃 料 和 电 。 使 用 这 些 加 热 设 备 ， 容 易 发 生 烧 伤 、 触 电 事 故 。 如 果 使用 气 体 、 液 体 燃 料 ， 一 旦 发 生 泄 漏 或 溢 出 ， 亦 可 能 构 成 火 灾 、 爆 炸 的 危 险 。 工 业 炉 使 用 时 炉 门 升 降 机 构 必 须 完 好 ， 钢 丝 绳 断 丝 不 准 超 过 规 定 值 。 重 锤 配 置 适 工 业 炉当 ， 外 露 传 动 部 分 应 设

40、 防 护 罩 。 如 果 是 水 冷 却 的 炉 门 ， 还 要 保 证 管 道 畅 通 ， 冬 季 管 路不 冰 冻 。 炉 门 要 有 限 位 装 置 ， 进 出 炉 时 ， 要 有 切 断 电 源 的 联 锁 装 置 ， 钢 丝 绳 在 节 距 内断 丝 数 不 得 超 过 10%， 平 衡 炉 门 的 重 锤 悬 挂 应 可 靠 。 要 求 外 露 传 动 部 分 的 防 护 装 置 应 保持 正 确 的 安 装 位 置 ， 结 构 合 理 。 炉 车 钢 丝 绳 滑 轮 应 完 整 无 损 。 炉 窑 上 所 有 滑 轮 、 链轮 结 构 完 好 ， 无 缺 损 ， 转 动 灵 活

41、。 工 业 炉 炉 体 的 炉 墙 、 炉 衬 应 严 密 ， 无 泄 漏 。 要 求 耐 火 材 料 经 受 热 、 腐 蚀 、 磨 擦和 化 学 浸 蚀 ， 炉 体 的 炉 墙 要 保 持 完 整 ， 不 得 有 缺 损 ； 耐 火 材 料 及 其 制 品 连 接 的 缝 隙 不 得漏 气 ； 同 时 要 求 炉 窑 的 整 体 性 必 须 坚 固 。 气 阀 应 能 按 照 操 作 要 求 使 开 关 停 在 任 一 位 置上 ， 特 别 是 在 火 焰 熄 灭 时 能 迅 速 切 断 燃 料 供 给 。 气 阀 要 求 无 松 动 和 泄 漏 现 象 ， 保 持 其 整体 性 和 可

42、靠 性 。 油 管 、 风 管 及 加 热 管 应 无 裂 纹 、 无 泄 漏 现 象 。 各 种 不 同 用 途 的 管 道 都要 保 持 无 泄 漏 、 无 裂 纹 、 畅 通 ， 油 嘴 应 畅 通 ， 油 温 、 油 （ 风 ） 压 应 保 持 正 常 。 工 业 炉 炉 门 巡 回 冷 却 水 ， 必 须 畅 通 并 在 门 安 装 排 气 管 。 测 温 仪 表 、 仪 器 应 灵 敏可 靠 ， PE 可 靠 。 要 求 仪 器 、 仪 表 反 应 灵 敏 、 指 示 正 确 ， 并 在 检 验 周 期 内 使 用 。 氨 气 瓶严 禁 靠 近 热 源 、 电 源 或 在 强 日

43、光 下 曝 晒 。 保 持 通 风 良 好 ， 且 布 置 在 人 员 活 动 地 点 的 下 风侧 。 安 全 隐 患工 业 炉 是 一 种 高 温 设 备 ， 它 与 燃 油 、 煤 气 、 电 能 、 灰 尘 等 密 切 联 系 在 一 起 ， 容 易引 起 火 灾 、 烧 伤 、 爆 炸 、 中 毒 、 触 电 等 事 故 。 因 此 ， 工 业 炉 与 一 般 冷 加 工 设 备 相 比 ，不 安 全 因 素 要 多 得 多 。 一 般 说 来 ， 工 业 炉 操 作 时 的 高 温 容 易 发 生 烫 伤 、 灼 伤 和 烧 伤 ； 高 温 熔 盐 和 熔 融 金属 遇 到 水 后

44、 会 发 生 爆 炸 ； 煤 气 和 可 控 气 氛 是 易 爆 气 体 ， 油 路 、 油 箱 和 油 库 都 是 易 燃 易 爆设 施 ， 如 使 电 炉 式 工 业 炉用 不 当 ， 则 将 发 生 爆 炸 和 中 毒 事 故 ； 电 炉 的 安 全 保 护 装 置 失 灵 ， 接 触 后 会 发 生 触 电 ； 氰化 炉 的 氰 化 物 有 剧 毒 ； 硝 盐 炉 加 热 到 550 以 上 会 产 生 自 燃 ； 硝 盐 与 木 炭 、 炭 黑 化 合后 会 发 生 爆 炸 。 工 业 炉 修 理 的 环 境 较 差 ， 许 多 修 理 作 业 是 在 炉 内 进 行 ， 空 间 十

45、 分 拥 挤 ， 自 然 采 光 不足 ， 通 风 条 件 很 差 。 工 人 操 作 时 不 仅 受 到 粉 尘 的 侵 害 ， 有 时 还 直 接 受 到 高 温 、 烟 尘 、有 毒 气 体 和 化 工 材 料 的 腐 蚀 。 有 的 炉 子 （ 如 冲 天 炉 ） 高 达 10m20m， 由 于 炉 身 现 场狭 窄 ， 修 理 工 作 呈 高 空 立 体 交 叉 、 多 层 作 业 ， 危 险 性 很 大 。 因 此 ， 当 操 作 和 维 修 工 业炉 时 ， 要 十 分 重 视 安 全 问 题 。 尤 其 是 在 组 织 工 业 炉 时 ， 要 十 分 重 视 安 全 问 题 。

46、 尤 其 是 在组 织 工 业 炉 的 抢 修 或 热 修 时 ， 更 应 注 意 这 些 不 安 全 因 素 所 可 能 引 起 的 不 幸 事 故 。 故 障 分 析每 个 换 向 阀 配 有 一 个 气 动 三 联 件 ， 气 动 三 联 件 应 定 期 进 行 加 油 和 清 渣 、 排 水 。 加油 时 先 关 闭 气 动 三 联 件 前 手 阀 ， 然 后 卸 下 油 杯 加 油 ， 油 杯 的 油 量 以 不 超 过 满 刻 度 为 宜 。油 料 为 气 动 三 联 件 指 定 的 雾 化 油 ， 亦 可 用 32#透 平 液 压 油 替 代 。 油 的 雾 化 速 度 调 整

47、至以 35 天 雾 化 一 杯 油 为 宜 ， 同 时 保 证 35 天 内 加 油 一 次 。 加 油 时 如 有 必 要 ， 可 一 起 进行 清 渣 、 排 水 。 如 气 动 三 联 件 不 雾 化 油 ， 应 及 时 对 三 联 件 进 行 检 修 或 更 换 。 换 向 系 统 发 生 故 障 报 警 时 ， 根 据 控 制 柜 上 显 示 的 报 警 指 示 灯 找 出 故 障 点 ， 并 经 现 场检 查 和 确 认 后 进 行 及 时 的 处 理 ， 恢 复 换 向 阀 的 正 常 工 作 。 如 果 属 气 管 爆 裂 或 脱 落 ， 关 闭该 换 向 阀 的 压 缩 空

48、气 供 气 阀 门 并 立 即 更 换 相 应 的 气 管 。 如 果 属 限 位 开 关 松 动 不 能 接 触 阀杆 上 的 圆 形 铁 片 ， 可 立 即 调 整 限 位 开 关 的 旋 转 角 度 ， 保 证 换 向 阀 阀 板 在 前 后 极 限 位 时和 限 位 开 关 触 轮 的 正 常 接 触 。 如 果 不 属 上 述 1） 、 2） 原 因 报 警 ， 检 查 电 磁 阀 是 否 正 常动 作 ， 必 要 时 更 换 电 磁 阀 。 如 果 不 属 上 述 1） 、 2） 、 3） 故 障 报 警 ， 检 查 气 缸 是 否 内 漏 、限 位 开 关 和 电 磁 阀 的 接

49、 线 是 否 正 常 。 如 果 换 向 系 统 报 警 后 不 能 及 时 排 除 故 障 并 恢 复 运 行 ， 可 采 取 如 下 处 理 措 施 ： 如 换 向系 统 报 警 后 操 作 工 在 关 闭 手 阀 后 仍 不 能 及 时 排 除 故 障 而 排 烟 温 度 超 标 时 ， 关 停 引 风 机 ，并 关 小 空 煤 气 调 节 阀 ， 组 织 相 应 的 人 员 尽 快 处 理 故 障 。 换 向 阀 定 期 （ 可 一 年 左 右 ） 打 开检 修 孔 ， 检 查 密 封 圈 、 阀 板 、 连 杆 的 使 用 情 况 ， 必 要 时 可 随 时 打 开 检 查 。 节 能 现 状目 前 工 业 炉 节 能 的 一 般 措 施 工 业 炉 的 能 耗 受 许 多 方 面 因 素 的 影 响 ， 但 是 节 能 的 主 要 措 施 一 般 都 离 不 开 优 不 锈 钢 线 固 溶 化 炉化 设 计 、 改 进 设 备 、 回 收 余 热 利 用 、 加 强 检 测 控 制 和 生 产 管 理 等 几 方 面 1。 热 工 测 试节 能 必 须 有 科 学 的 计 量 与 对 比 测 试 方 法 。 目 前 公 认 的 测 试 方 法 是 热 平 衡 测 试 。 通 过对 工 业 炉 的 热 工 测 定 ， 全 面 地 了