为了获得尺寸和表面光洁的工件,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。锻造工业炉生产在敞焰的少无氧化加热炉内,利用燃料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。提供锻造工业炉在流动粒子炉中,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,可防止工件氧化和脱碳。
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,提供锻造工业炉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。操作时炉体匀速转动。由于炉体的倾斜和转动,锻造工业炉生产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。
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。锻造工业炉生产对于燃气窑炉内部温度场和温度波动力±2°C,对于燃油(柴油)窑炉内部温度场和温度波动为±3°C,在使用重柴油为燃料的窑炉上效果良好。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,甘肃锻造工业炉并采用当今先进的雾化技术——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。
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]。提供锻造工业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,锻造工业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。
脉冲燃烧控制采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,锻造工业炉生产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控制。可提高烧嘴的负荷调节比。提供锻造工业炉系统简单可靠,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、热效率均可达到佳状态,但当烧嘴流量接近其小流量时,热负荷小,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。
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。锻造工业炉生产因此,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,甘肃锻造工业炉如使用不当,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。