冶金炉

冶金生产过程中对各种物料或工件进行热加工处理的工业炉

基本信息

中文名

冶金炉

外文名

Metallurgical furnace

目录

1简介

2历史

3种类

折叠编辑本段简介

冶金生产过程中对各种物料或工件进行热加工处理的工业炉。热工处理是以物料或工件的升温为重要特征的处理过程，例如焙烧、熔炼、加热、热处理、干燥等。钢铁冶金和有色冶金的大部分生产环节都离不开炉子。历史上，许多生产环节的革新，产品的产量和质量的提高，都同旧冶金炉的改革和新冶金炉的应用紧密相关。平炉的出现，曾有力地推进了炼钢生产的发展。冶金工业的能源消耗，在很大程度上取决于各种冶金炉的能耗。

折叠编辑本段历史

堆火是炉子的前身，用于烧制食物或取暖，也用于烧制陶器。后来，用掘地生火或堆石砌灶方法，筑成最原始的炉子。更后，出现了坑式炉(原始的竖炉)和坩埚炉。皮囊鼓风方法的出现，扩大了炉子尺寸，并提高了炉温，为青铜冶铸创造了条件。中国商代的坑式炉直径已达1米，可冶炼大型青铜器。中国在战国初期，已开始用竖炉冶炼生铁，铸造工具。东汉时，开始使用"水排"即水力驱动的皮风囊。北宋使用悬扇式鼓风器，明代使用活塞式木风箱，风量、风压均显著提高，有力地强化了冶炼过程。燃料方面，最初用木材或木炭，公元10世纪前后，中国冶铁业已应用煤炭(比欧洲早数百年)。明代，掌握了炼焦技术，冶铁炉改用焦炭作燃料，进一步提高了产量(见冶金史)。18世纪以来，西方国家随着航海业、机械工业、贸易的发展，冶金业取得了迅速进展，改进了各种熔炼炉、加热炉和热处理炉，出现了多种多样的炉型。20 世纪以来，冶金炉朝着大容量、高产量和高热效率的方向发展。以轧钢连续加热炉为例，先是把室状炉延长一段，以便利用废气余热，继而把炉子改进成为两段式。后来，由于轧机能力不断增大，加热炉朝着大容量、高产量的方向发展。30年代出现了三段式炉，炉子产量最高达每小时150吨，单位炉底面积产量为 500~600公斤/(米2·时)。50年代末，开始采用五段式炉，在提高炉尾烟气温度(达1000~1200℃)的同时，采用高温换热设备回收余热，炉子产量提高到每小时150~250吨，单位炉底面积产量达700~800公斤/(米2·时)，同时，为了满足产量和质量的要求，推广应用了步进梁式炉，有的炉子采用全炉顶平焰烧嘴，炉子产量达每小时250~400吨，单位炉底面积产量达800~1000公斤 /(米2·时)。70年代中期，主要工业国出现石油危机以来，降低燃料消耗已成为炉子设计的中心问题。延长不供热的预热段的长度和降低烟气排出温度，是这个时期加热炉炉型和热工工艺改变的主要趋势。

折叠编辑本段种类

现代冶金工业用炉，按热源不同，可分为燃料炉、电炉、自热炉三大类。此外，以新能源(如太阳能、原子能)为热源的冶金炉正处于研制阶段。

燃料炉

以燃料的燃烧热为热源，冶金工业中使用最为广泛。由于炉内的热工特征不同，燃料炉又可分为火焰炉、竖炉、流态化炉和浴炉等四类:① 火焰炉 特征是火焰或燃烧产物占据炉膛的一部分空间，物料或工件占据另一部分空间。一般情况下，火焰与物料直接接触;但在有些情况下，例如为防止工件的氧化，将火焰与工件隔开，火焰的热量通过隔墙传给物料。② 竖炉 特征是炉身直立，大部分空间堆满块状物料，炉气通过料层的孔隙向上流动，与炉料间呈逆流换热。③ 流态化炉 特征是炉内为细颗粒物料的流态化床。气体由下部通入。使物料"沸腾"成流态化(见流态化焙烧)。④ 浴炉 特征是炉内盛液体介质(熔融盐类或熔融金属)。将工件浸入此介质中进行加热，主要用于热处理。浴炉热源可用燃料，也可用电。电炉

特征是以电为热源。由于电热转换方法不同，又分为电阻炉、感应炉、电弧炉三种。自热炉

特征是靠炉料自身产生的热量维持炉子的正常工作，除炉料的预热或预熔化外，炉内不需要或基本上不需要外加热量。例如:炼钢转炉，铜、镍吹炼转炉和铝热法冶炼炉。硫化矿的焙烧炉也往往是自热炉。

冶金炉还有间歇式炉和连续式炉的区别。间歇式炉的特征是分批装料、出料，炉子温度在生产过程中呈周期性变化。连续式炉特征是物料或工件连续穿炉运行，按工艺要求控制炉内各部分的温度，并保持稳定。连续式炉在产量、质量、燃料消耗、机械化、自动化等方面都比间歇式炉优越。此外还有安装料和出料方法、装料和出料机械、炉体形状、附属设备如空气预热器的名称、温度高低等称呼炉子的。冶金工业各主要生产环节常用炉子的名称和简单说明见表所示。