冶金生產過程中對各種物料或工件進行熱工處理的工業爐。熱工處理是以升溫為重要特徵的處理過程，如焙燒、熔煉、加熱、熱處理、乾燥等。鋼鐵冶煉和有色冶金的大部分生產環節都離不開爐子。歷史上，許多生產環節的革新、產品的產量和品質的提高，都同舊冶金爐的改革和新冶金爐的應用緊密相關。平爐的出現，曾有力地推進瞭煉鋼生產的發展，而轉爐煉鋼又已完全取代瞭平爐煉鋼。冶金工業的能源消耗，在很大程度上取決於各種冶金爐的能耗。
18世紀以來，西方國傢冶金業取得瞭迅速進展，改進瞭各種熔煉爐、加熱爐和熱處理爐，出現瞭多種多樣的爐型。20世紀以來，冶金爐朝著大容量、高產量和高熱效率的方向發展。以軋鋼連續加熱爐為例，先是把室狀爐改進成為兩段式。30年代出現瞭三段式爐，爐子單位爐底面積產量為500～600千克/(米2·時)。50年代末，開始采用五段式爐，在提高爐尾煙氣溫度（達1 000～1 200℃）的同時，采用高溫換熱設備回收餘熱，單位爐底面積產量達700～800千克/(米2·時)，為瞭滿足產量和質量的要求，推廣應用瞭步進梁式爐。70年代中期，主要工業國出現石油危機，降低燃料消耗成為爐子設計的中心問題。延長不供熱的預熱段的長度和降低煙氣排出溫度，是這個時期加熱爐爐型和熱工工藝改變的主要趨勢。90年代後期，軋鋼加熱爐采用蓄熱式高溫燃燒技術，使加熱爐應用低熱值燃料（高爐煤氣、轉爐煤氣等）有瞭可能。該燃燒技術具有高效煙氣餘熱回收、高預熱空氣溫度（1 000℃左右），低排煙溫度、低NOx排放等優點，是加熱爐設計和改造的趨勢。
種類 現代冶金工業用爐，按熱源不同可分為燃料爐、電爐、自熱爐三大類。
燃料爐 以燃料的燃燒熱為熱源，冶金工業中使用最為廣泛。根據爐內的熱工特征不同，又可分為火焰爐、豎爐、流態化爐和浴爐等4類：①火焰爐特征是火焰或燃燒產物占據爐膛的一部分空間，物料或工件占據另一部分空間。一般情況下，火焰與物料直接接觸；但在有些情況下，例如為防止工件的氧化，將火焰與工件隔開，火焰的熱量通過隔墻傳給物料。②豎爐特征是爐身直立，大部分空間堆滿塊狀物料，爐氣通過料層的孔隙向上流動，與爐料間呈逆流換熱。③流態化爐特征是爐內為細顆粒物料的流態化床。氣體由下部通入。使物料“沸騰”成流態化。④浴爐特征是爐內盛液體介質（熔融鹽類或熔融金屬）。將工件浸入此介質中進行加熱，主要用於熱處理。
鞍山鋼鐵集團公司高爐群
電爐 特征是以電為熱源。由於電熱轉換方法不同，又分為電阻爐、感應爐、電弧爐三種。
自熱爐 特征是靠爐料自身產生的熱量維持爐子的正常工作，除爐料的預熱或預熔化外，爐內不需要或基本上不需要外加熱量，如煉鋼轉爐和銅、鎳吹煉轉爐。硫化礦的焙燒爐也往往是自熱爐。
冶金爐還有間歇式爐和連續式爐的區別。間歇式爐的特征是分批裝料、出料，爐子溫度在生產過程中呈周期性變化。連續式爐的特征是物料或工件連續穿爐運行，按工藝要求控制爐內各部分的溫度，並保持穩定。連續式爐在產量、質量、燃料消耗、機械化、自動化等方面都比間歇式爐優越。此外還有按裝料和出料方法、裝料和出料機械、爐體形狀、附屬設備如空氣預熱器的名稱、溫度高低等稱呼爐子的。冶金工業各主要生產環節常用爐子的名稱和簡單說明見表。
冶金工業主要用爐
構造 一般由爐子熱工工藝系統、裝出料系統和熱工檢測控制系統三部分組成。
熱工工藝系統 包括爐子的工作室(爐膛)和供熱排煙系統［其中包括燃料的燃燒裝置或電熱轉換裝置、空氣和(或)煤氣的預熱器，以及風機、管道、煙道、餘熱鍋爐和煙囪等］。工作室是爐子的核心。主要的熱工和工藝過程都在工作室內完成。其他部分的任務是為工作室內的熱工工藝過程提供有利條件。
裝出料系統和熱工檢測控制系統 現代化冶金爐不可缺少的兩個工作系統。前者包括：爐前爐後的裝料、出料機械和爐內的運料機械。後者包括：熱工參數的測量儀表、顯示儀表或記錄儀表、過程控制儀表和執行機構等。配備這兩個系統，可以實現爐子的自動化操作，從而提高爐子的生產指標。
基本要求 能滿足產品的質量和產量要求；熱效率高；燃料和其他能源的單位產品能耗量低；建爐投資和運行費用低；耐用，勞動條件好，污染物的排放量符合環境保護要求。
一座好的爐子應同時滿足上述要求。為瞭使產品質量好，應控制爐內溫度和氣氛，選擇適宜的燃料、燃燒方法和供熱分佈。爐子的生產能力必須與生產過程所要求的產量相適應。為瞭節約燃料，在爐子的設計和操作中，必須重視熱量在爐膛內充分利用，並充分利用餘熱。為瞭降低建爐投資和運行費用，應提高爐子單位容積（或爐底面積）的生產能力，簡化爐子結構。爐子的廢氣、廢水、廢渣中往往含有污染物質，必須采取措施，使各種污染物的排放量不超過國傢或地區的規定值。
爐子的大型化、連續化、機械化和自動化，是全面滿足上述要求的重要途徑。目前，高爐的最大容積超過5 000立方米，氧氣轉爐的最大爐容量超過300噸。有些爐子已采用計算機控制，自動化程度很高。
理論 G.格日邁洛1911年提出爐子的水力學原理，把一座正在工作的爐子看成是一條“倒置的河床”，提出瞭爐子設計方面的若幹重要原則。後來，為使爐子不斷提高產量，逐步采用液體和氣體燃料的燃燒裝置，爐內氣體變成強制流動，這一理論就不適用瞭。20世紀50年代初，M.W.思林、M.A.格林科夫等人，較全面地研究瞭爐內的燃燒、氣體運動、傳熱等熱工過程。1959年，格林科夫提出爐子的一般原理。他把爐子的工作制度分為三類：輻射制度、對流制度和層狀制度。在討論每一種工作制度時，都從熱交換出發，對燃料的選擇、燃燒過程、氣流的組織等提出相應的要求。
20世紀80年代，冶金爐熱工理論發展的主要特點是：在進一步明確研究對象的前提下，對爐子設計和操作（包括過程控制）的最優化問題進行瞭更深入的研究；利用計算機和現代實驗技術及模擬技術對爐內的燃燒、氣體運動、傳熱等熱工過程進行更全面的分析和研究，從而弄清爐子結構參數和熱工操作參數與爐子的生產指標之間的關系。
20世紀90年代，爐子熱工數學模型研究對爐子熱工理論研究起瞭一定的推動作用。但由於爐內熱工過程很復雜，影響因素很多，有些熱工過程很難仿真。例如，燃燒過程必須較多地依靠試驗。因此爐子熱工測試仍是熱工理論研究的重要方法之一。
熱工理論研究的另一重要方法是模型法。它比較直觀，便於獲得整體概念，所得結果具有使用價值。例如，爐內氣體流動模型，使爐熔池內流體運動模型等所提供的試驗結果對爐型改造或解釋爐內熱過程機理都有很大的幫助。
研究冶金爐的最優化問題，不應孤立地著眼於爐子本身，還應包括爐子前後的冶金設備，因為它們在生產流程中是互相關聯的。如研究軋鋼廠的加熱爐，應該與軋機聯系起來考慮，以尋求最優方案。
推薦書目
陳鴻復. 冶金爐熱工與構造. 北京: 冶金工業出版社, 1990.