火焰爐

　　以燃料燃燒的火焰為熱源的冶金爐。火焰爐爐膛內的火焰通常與物料直接接觸，火焰直接給物料加熱。爐子內壁既輻射熱量，也部分地反射投射來的熱量，在熱交換過程中起重要作用。有時為防止物料（工件）的氧化，將火焰與物料隔開，火焰的熱量通過隔牆間接傳給物料。火焰爐既可用來加熱物料，也可用來熔化物料。

　　火焰爐按工作室的形狀可分為膛式火焰爐和回轉爐兩類。

　　膛式火焰爐　它的工作室叫做爐膛，由爐底、爐墻和爐頂組成。用作加熱爐或熱處理爐時，爐底的結構有多種型式，並可按爐底結構稱為車底爐、推料式爐、步進爐、輥底爐、鏈式爐、環形爐等。熔煉用火焰爐（如平爐、煉銅反射爐）的爐底是凹下的熔池，用以存放熔融金屬。熔池的形狀，呈長方形、圓形或橢圓形。熔池底部有液體金屬的排出口。爐墻上有爐門、窺視孔、出渣口等。爐頂結構有拱頂和吊頂兩種；前者用於寬度較小的爐子，後者用於較寬的爐子。

　　在高溫火焰爐上，火焰直接進入爐膛。如以塊煤為燃料，則需單獨設置固體燃料的燃燒室，火焰翻過火口進入爐膛。如以粉煤、煤氣或燃料油為燃料，則需用燃燒器（見冶金爐燃燒裝置）。當煤氣和（或）空氣預熱溫度很高時，如平爐，則用耐火磚砌成爐頭，與爐膛連成一體。火焰爐的爐膛廢氣溫度較高，常用換熱器或蓄熱室回收廢氣熱量。預熱空氣和煤氣是為瞭提高燃燒溫度和降低能耗。空氣不預熱時，重油爐的溫度可略高於1500℃，粉煤爐的溫度可略高於1450℃。如空氣預熱到1000℃，則爐內溫度可達1700℃以上。

　　蓄熱室是周期性的交替輪換進行工作，所以蓄熱式爐必須進行換向操作，即每隔一定時間（例如半小時）必須變更一次爐內火焰的流動方向。每次換向都會使爐子溫度發生波動。由於要換向，所以爐膛的火焰入口和廢氣出口，在結構上必須相同；換向前的火焰入口，就是換向後的廢氣出口。

　　在中溫火焰爐上，進入爐內的不是正在燃燒的火焰，而是具有一定溫度的燃燒產物。燃料的燃燒過程，不在爐膛中進行，而是在與爐膛隔開的燃燒室中進行。這種燃燒室，通常佈置在爐底以下，有時佈置在爐膛的側面或頂部（見圖）。這種結構與爐氣循環結合，既可使燃料完全燃燒，又可使爐溫保持均勻。在爐墻上均勻地設置若幹小型無焰燃燒器，采用高速燒嘴以及用耐熱風機使爐氣循環，也是使爐溫均勻的有效方法。低溫火焰爐，燃燒過程必須在爐膛外（燃燒室內）完成，爐氣循環也十分重要。

　　火焰爐熱工操作方面的主要參數有：熱負荷、空氣消耗系數、預熱溫度、爐膛壓力等。對於蓄熱式爐子，還有換向時間間隔；對於使用混合燃料的爐子，還應考慮燃料發熱值的調節（即兩種或兩種以上燃料的流量配比）。這些參數對於爐子的生產率、熱效率以及爐子壽命都有直接影響。制訂火焰爐的熱工制度，就是要正確地掌握這些參數的數值。在間歇式爐上，要掌握這些參數隨時間的變化；在連續式爐上，要掌握它們沿爐子長度的變化。

　　回轉爐　或稱回轉窯，在冶金工業中用於鐵礦石的直接還原、氧化鋁礦物的焙燒、粘土礦物的焙燒，以及各種散狀原料的焙燒揮發、離析和幹燥作業。

　　回轉爐的爐體呈圓筒形，用厚鋼板制成，筒內襯以耐火材料。爐體橫架在支座的滾輪上，稍傾斜(4～6％)。爐體長度與直徑之比在12：1到30：1之間。操作時爐體勻速轉動。由於爐體的傾斜和轉動，爐料由高處逐漸移向低處。爐料在運動過程中逐漸升溫，並依次發生物理、化學變化。回轉爐的溫度一般控制在爐料熔點以下。

　　爐氣的運動方向通常與爐料相反。燃燒器（使用粉煤、重油或煤氣）位於出料端，安裝在固定的“爐頭”端墻上。廢氣從裝料端排出，經垂直的煙道進入收塵系統和排煙系統。回轉爐爐體的兩端分別伸到垂直煙道和固定“爐頭”之中。

　　為瞭冷卻出爐散料，並利用其餘熱，可采用冷卻筒。它的結構與回轉爐相仿，但不供給燃料。為瞭強化冷卻過程，可向冷卻筒中鼓入冷空氣，並在預熱後用作回轉爐的助燃空氣。（見彩圖）

均熱爐 王瑞攝於鞍山鋼鐵公司

步進式加熱爐

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