炉型结构对炉子进行设计或改进时,应根据生产工艺要求,尽量选用新型节能炉子。选择合适的炉型结构,提供工业箱式炉提高机械化程度和能源利用率。通常采用的节能措施有:(1)采用圆形炉膛替代箱形炉膛,可强化炉膛对工件均匀传热的效果,减少炉壁散热量,使炉膛形成一个热交换系统,在加热元件,炉衬和工件3者之间进行热交换。工业箱式炉生产通过采用合理的炉膛空间和在不增大炉膛空间容积的前提下,加大炉内壁面积,以增大热交换面积的方式提高炉膛热交换从而提高热效率。(2)在炉膛内安设风扇,加强炉内对流传热。特别是小型加热炉,高速气流可破坏停滞在工件表面阻碍传热和界面反应炉气边界底层,起到缩短加热时间和加快提高工件温度的作用。
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、平炉、坩埚炉等;提供工业箱式炉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;工业箱式炉生产在粉末冶金车间有烧结金属的加热炉等。应用其他工业,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。
电炉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 炉体,电力设备(电炉变压器、整流器、变频器等),工业箱式炉生产开闭器,附属辅助电器(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(见下图)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,提供工业箱式炉甚至可抽成真空;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。工业箱式炉生产因此,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,湖南工业箱式炉如使用不当,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。
燃烧装置是炉子的心脏部分,提供工业箱式炉它工作的好坏直接影响到能源消耗量的多少。国内成功地应用在工业炉的燃烧器有:调焰烧嘴、平焰烧嘴、高速喷嘴、自身预热烧嘴、低氧化氮烧嘴等,研制成蓄热式烧嘴,为适应煤气和柴油的使用提供了多种先进的燃烧器。正确地使用高效先进燃烧器一般可以节能5%以上。其中应用较广的有:平焰烧嘴、高速烧嘴和自身预热烧嘴。工业箱式炉生产平焰烧嘴适合在加热炉上使用,高速烧嘴适用于各类热处理炉和加热炉,自身预热烧嘴是一种把燃烧器、换热器、排烟装置组合为一体的燃烧装置,适用于加热熔化、热处理等各类工业炉。
回收利用烟气带走的热量占燃料炉总供热量的30%~70%,充分回收烟气余热是节约能源的主要途径[8]。提供工业箱式炉通常烟气余热利用途径有:(1)装设预热器,利用烟气预热助燃空气和燃料。(2)装设余热锅炉,产生热水或蒸汽,以供生产或生活用。(3)利用烟气作为低温炉的热源或用来预热冷的工件或炉料。回收烟气余热的有效和应用广的是换热器。我国开发和推广应用的高效换热器有片状换热器,各种喷流换热器,工业箱式炉生产各种插入件管式换热器,旋流管式换热器,麻花管式换热器,各种组合式换热器,煤气管状换热器和蓄热式换热器等。蓄热式换热器是今后技术发展趋势,其余热利用后的废气排放温度在200℃以下,节能效益可达30%以上。