工业电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为完善的炼铜炉,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。后于1864年法国人P.┵.马丁运用英国人K.W.西门子的蓄热式炉原理建造了用气体燃料加热的..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**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。
20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较早是手锻炉,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。 机械工业应用的工业炉有多种类型。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;有烘烤砂型的砂型干燥炉、铁合金烘炉和铸件退火炉等。
工业电炉的共性
1) 热工的基础理论相同,均以热力学几大定律为基础。燃料燃烧、气体流动和炉内传热过程基本相同。
2) 基本组成部分雷同,不论何种炉子,一般均由以下几个部分组成:
① 产生热能装置部分(如燃烧室、烧嘴、电热元件等)。
② 放置物料部分(如炉膛、炉缸、台车等)。
③ 排烟系统(对于燃料炉要有烟道、烟囱等)。
④ 辅助装置(如炉门、预热器、输送链等)。
3)热效率低,耗能大。工业炉是工业生产中的主要用能设备,每年耗一次能源约占全国总能耗的1/4。尤其在冶金、机电等企业的热加工生产中,炉子耗能约占工序能耗的70%以上,是生产中的较大用能户。
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