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真(zhen)空爐的發展史(shǐ)[2014/4/28]真空爐的創造(zào)和發展對人類(lèi)進步起着十分(fèn)重要的作用。我(wo)國真空爐最早(zao)是商代出現的(de)煉銅爐,爐溫達(dá)到1200℃,爐子内徑達(dá)0.8米。在春秋戰國(guo)時期,人們在熔(róng)銅爐的基礎上(shang)進一步掌握了(le)提高爐溫的技(jì)術,從而生産出(chu)了鑄鐵。
1794年,世界(jie)上出現了熔煉(liàn)鑄鐵的直筒形(xing)沖天爐。後到1864年(nián),法國人馬丁運(yun)用英國人西門(mén)子的蓄熱式爐(lu)原理,建造了用(yòng)氣體燃料加熱(rè)的第一台煉鋼(gang)平爐。他利用蓄(xù)熱室對空氣和(hé)煤氣進行高溫(wen)預熱,從而保證(zhèng)了煉鋼所需的(de)1600℃以上的溫度。1900年(nian)前後,電能供應(yīng)逐漸充足,開始(shǐ)使用各種電阻(zǔ)爐、電弧爐和有(yǒu)芯感應爐。
二十(shí)世紀50年代,無芯(xin)感應爐得到迅(xùn)速發展。後來又(yòu)出現了電子束(shù)爐,利用電子束(shu)來沖擊固态燃(ran)料,能強化表面(miàn)加熱和熔化高(gao)熔點的材料。用(yong)于鍛造加熱的(de)爐子最早是手(shǒu)鍛爐,其工作空(kōng)間是一個凹形(xing)槽,槽内填入煤(mei)炭,燃燒用的空(kōng)氣由槽的下部(bu)供入,工件埋在(zài)煤炭裏加熱。這(zhe)種爐子的熱效(xiao)率很低,加熱質(zhì)量也不好,而且(qiě)隻能加熱小型(xíng)工件,以後發展(zhǎn)爲用耐火磚砌(qi)成的半封閉或(huo)全封閉爐膛的(de)室式爐,可以用(yong)煤,煤氣或油作(zuo)爲燃料,也可用(yòng)電作爲熱源,工(gōng)件放在爐膛裏(li)加熱。
爲便于加(jiā)熱大型工件,又(yòu)出現了适于加(jia)熱鋼錠和大鋼(gāng)坯的台車式爐(lu),爲了加熱長形(xíng)杆件還出現了(le)井式爐。20世紀20年(nián)代後又出現了(le)能夠提高爐子(zi)生産率和改善(shan)勞動條件的各(gè)種機械化、自動(dong)化爐型。工業爐(lú)的燃料也随着(zhe)燃料資源的開(kāi)發和燃料轉換(huan)技術的進步,而(er)由采用塊煤、焦(jiāo)炭、煤粉等固體(tǐ)燃料逐步改用(yong)發生爐煤氣、城(cheng)市煤氣、天然氣(qi)、柴油、燃料油等(deng)氣體和液體燃(rán)料,并且研制出(chu)了與所用燃料(liào)相适應的各種(zhong)燃燒裝置。
爲了獲得(dé)尺寸精确和表(biao)面光潔的工件(jian),或者爲了減少(shao)金屬氧化以達(da)到保護模具、減(jiǎn)少加工餘量等(děng)目的,可以采用(yòng)各種少無氧化(hua)加熱爐。在敞焰(yàn)的少無氧化加(jia)熱爐内,利用燃(rán)料的不完全燃(ran)燒産生還原性(xing)氣體,在其中加(jia)熱工件可使氧(yǎng)化燒損率降低(dī)到0.3%以下。
可控真(zhen)空爐是使用人(ren)工制備的氣氛(fen),通入爐内可進(jin)行氣體滲碳、碳(tan)氮共滲、光亮淬(cuì)火、正火、退火等(děng)熱處理:以達到(dao)改變金相組織(zhī)、提高工件機械(xie)性能的目的。在(zài)流動粒子爐中(zhong),利用燃料的燃(rán)燒氣體,或外部(bù)施加的其他流(liú)化劑,強行流過(guo)爐床上的石墨(mo)粒子或其他惰(duo)性粒子層,工件(jiàn)埋在粒子層中(zhong)能實現強化加(jiā)熱,也可進行滲(shèn)碳、氮化等各種(zhong)無氧化加熱。在(zai)鹽浴爐内,用熔(róng)融的鹽液作爲(wei)加熱介質,可防(fáng)止工件氧化和(he)脫碳。
随着無(wu)芯感應爐的出(chū)現,沖天爐有逐(zhu)步被取代的趨(qu)勢。這種感應爐(lu)的熔煉工作不(bu)受任何鑄鐵等(deng)級的限制,能夠(gòu)從熔煉一種等(děng)級的鑄鐵,很快(kuài)轉換到熔煉另(lìng)一種等級的鑄(zhu)鐵,有利于提高(gāo)鐵水的質量。一(yī)些特種合金鋼(gāng),如超低碳不鏽(xiu)鋼以及軋輥和(he)汽輪機轉子等(deng)用的鋼,需要将(jiang)平爐或一般電(diàn)弧爐熔煉出的(de)鋼水,在精煉爐(lú)内通過真空除(chu)氣和氩氣攪動(dòng)去雜,進一步精(jīng)煉出高純度、大(dà)容量的優質鋼(gang)水。
火焰爐的燃(rán)料來源廣,價格(ge)低,便于因地制(zhì)宜采取不同的(de)結構,有利于降(jiàng)低生産費用,但(dan)火焰爐難于實(shi)現精确控制,對(dui)環境污染嚴重(zhong),熱效率較低。電(diàn)爐的特點是爐(lú)溫均勻和便于(yú)實現自動控制(zhi),加熱質量好。按(an)能量轉換方式(shi),電爐又可分爲(wèi)電阻爐、感應爐(lu)和電弧爐。以單(dan)位時間單位爐(lú)底面積計算的(de)爐子加熱能力(lì)稱爲爐子生産(chǎn)率。爐子升溫速(sù)度越快、爐子裝(zhuang)載量越大,則爐(lú)子生産率越高(gāo)。在一般情況下(xià),爐子生産率越(yue)高,則加熱每千(qiān)克物料的單位(wèi)熱量消耗也越(yuè)低。因此,爲了降(jiàng)低能源消耗,應(ying)該滿負荷生産(chǎn),盡量提高爐子(zi)生産率,同時對(dui)燃燒裝置實行(háng)燃料與助燃空(kong)氣的自動比例(lì)調節,以防止空(kong)氣量過剩或不(bú)足。此外,還要減(jian)少爐牆蓄熱和(hé)散熱損失、水冷(lěng)構件熱損失、各(gè)種開口的輻射(she)熱損失、離爐煙(yan)氣帶走的熱損(sǔn)失等。
爲了使爐(lú)溫恒定和實現(xian)規定的升溫速(sù)度,除必須根據(ju)工藝要求、預熱(re)器和爐用機械(xiè)型式、燃料和燃(ran)燒裝置類别、真(zhēn)空爐排煙方式(shi)等确定優良的(de)爐型結構外,還(hai)需要對燃料和(he)助燃空氣的流(liu)量和壓力,或對(dui)電功率等可控(kong)變量通過各種(zhong)控制單元進行(hang)相互調節,以實(shi)現爐溫、爐氣氛(fēn)或爐壓的自動(dòng)控制。燃氣爲液(yè)化氣,天然氣,焦(jiao)爐煤氣,城市煤(méi)氣,轉爐煤氣,混(hun)合煤氣,發生爐(lú)煤氣,高爐煤氣(qì)等。
(編輯:zj)
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