熔炼炉有哪些种类以及如何区分
熔炼炉是一种冶金设备,它能够将金属锭或者一些废旧金属进行冶炼,再经过扒渣、精炼等操作将它们熔炼成所需要的合金的设备。目前熔炼炉的分类主要是根据加热能源、加热方式、操作方式等分为多个类型。
一、按加热能源分类
依据加热能源的不同,熔炼炉主要分为以下两种:
1、燃气熔炼炉(涵盖天然气、石油液化气、煤气、柴油、重油、焦炭等),通过燃料燃烧时产生的反应热能来加热炉料。
2、电加热熔炼炉,由电阻元件通电产生热量或者将线圈通交流电产生交变磁场,以感应电流加热磁场中的炉料。
二、按加热方式分类
1. 直接加热方式
燃料燃烧时产生的热量或电阻元件产生的热量直接传递给炉料的加热方式,称为直接加热方式。其优点在于热效率高,炉子结构简单。然而,缺点是燃烧产物中含有的有害杂质会对炉料质量产生不利影响;炉料或覆盖剂挥发出的有害气体会腐蚀电阻元件,降低其使用寿命;在燃料燃烧过程中,燃烧产物中过剩空气含量高,导致加热过程中金属烧损较大。
2. 间接加热方式
间接加热方式有两类。一类是燃烧产物或通电的电阻元件不直接加热炉料,而是先加热辐射管等传热中介物,然后热量再以辐射和对流的方式传给炉料;另一类是将线圈通交流电产生交变磁场,以感应电流加热磁场中的炉料,感应线圈等加热元件与炉料之间被炉衬材料隔开。间接加热方式的优点是燃烧产物或电加热元件与炉料之间相互隔开,不会产生有害影响,有利于保持和提高炉料质量,减少金属烧损。感应加热方式对金属熔体还具有搅拌作用,能够加速金属熔化过程,缩短熔化时间,减少金属烧损。其缺点是热量不能直接传递给炉料,与直接加热方式相比,热效率较低,炉子结构复杂。
三、按操作方式分类
1. 连续式炉
连续式炉的炉料从装料侧装入,在炉内按照给定的温度曲线完成升温、保温等工序后,以一定速度连续地或按一定时间间隔从出料侧运出。连续式炉适用于生产品种少、批量大的产品。
2. 周期式炉
周期式炉的炉料按一定周期分批加入炉内,依照给定的温度曲线完成升温、保温等工序后全部运出炉外。周期式炉适合于生产品种多、规格多的产品。
四、按炉内气氛分类
1. 无保护气体式
炉内气氛为空气或者是燃料自身燃烧气氛,多用于炉料表面在高温下能生成致密保护层、能防止高温时被剧烈氧化的产品。
2. 真空熔炼炉
如果炉料氧化程度不易控制,通常把炉膛抽为低真空,向炉内通入氮、氢等保护气体,可防止炉料在高温时剧烈氧化。随着产品内外质量要求的不断提高,保护气体式炉的使用范围不断扩大。在真空或保护气氛条件下,可以对金属材料(如不锈钢、镍基合金、铜、合金钢、镍钴合金、稀土钕铁硼等)进行熔炼处理,也可进行合金钢的真空精炼处理及精密铸造。
熔炼炉目前常见的有炼钢炉、混铁炉、铁合金熔炼炉(如明弧电炉、铝热法熔炼炉、焙烧回转窑、矿热电炉和多层机械焙烧炉等);有色金属熔炼炉(如鼓风炉、闪速炉、烧结炉、转炉和精炼炉等),广泛应用于钢铁、冶金、化工、建材等行业。