加熱爐
reheating furnaces 加熱爐是將物料或工件加熱的設備。按熱源劃分有燃料加熱爐、電阻加熱爐、感應加熱爐、微波加熱爐等。套用遍及石油、化工、冶金、機械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、製藥等諸多行業領域。
以下介紹的是冶金行業中常見的幾種加熱爐。
在冶金工業中，加熱爐習慣上是指把金屬加熱到軋製成鍛造溫度的工業爐，包括有連續加熱爐和室式加熱爐等。金屬熱處理用的加熱爐另稱為熱處理爐。初軋前加熱鋼錠或使鋼錠內部溫度均勻的爐子稱為均熱爐。廣義而言，加熱爐也包括均熱爐和熱處理爐。
連續加熱爐廣義來說，包括推鋼式爐、步進式爐、轉底式爐、分室式爐等連續加熱爐,但習慣上常指推鋼式爐。連續加熱爐多數用於軋制前加熱金屬料坯，少數用於鍛造和熱處理。主要特點是：料坯在爐內依軋制的節奏連續運動，爐氣在爐內也連續流動；一般情況，在爐料的斷面尺寸、品種和產量不變的情況下，爐子各部分的溫度和爐中金屬料的溫度基本上不隨時間變化而僅沿爐子長度變化。
按爐溫分布，爐膛沿長度方向分為預熱段、加熱段和均熱段；進料端爐溫較低為預熱段，其作用在於利用爐氣熱量，以提高爐子的熱效率。加熱段為主要供熱段，爐氣溫度較高，以利於實現快速加熱。均熱段位於出料端，爐氣溫度與金屬料溫度差別很小，保證出爐料坯的斷面溫度均勻。用於加熱小斷面料坯的爐子只有預熱段和加熱段。習慣上還按爐內安裝燒嘴的供熱帶劃分爐段，依供熱帶的數目把爐子稱為一段式、二段式，以至五段式、六段式等。50～60年代，由於軋機能力加大，而推鋼式爐的長度受到推鋼長度的限制不能太長，所以開始在進料端增加供熱帶，取消不供熱的預熱段，以提高單位爐底面積的生產率。用這種爐子加熱板坯，爐底的單位面積產量達900～1000公斤／（米2·時），熱耗約為(0.5～0.65)×106千卡／噸。70年代以來，由於節能需要，又由於新興的步進式爐允許增加爐子長度，所以又增設不供熱的預熱段,最佳的爐底單位面積產量在600～650公斤/(米2·時),熱耗約為(0.3～0.5)×106千卡/噸。
連續加熱爐通常使用氣體燃料、重油或粉煤，有的燒塊煤。為了有效地利用廢氣熱量，在煙道內安裝預熱空氣和煤氣的換熱器，或安裝餘熱鍋爐。
在鍛造和軋制生產中，鋼坯一般在完全燃燒火焰的氧化氣氛中加熱。採用不完全燃燒的還原性火焰(即“自身保護氣氛”）來直接加熱金屬，可以達到無氧化或少氧化的目的。這種加熱方式稱為明火式或敞焰式無氧化加熱，成功地套用於轉底式加熱爐和室式加熱爐。
推鋼式連續加熱爐靠推鋼機完成爐內運料任務的連續加熱爐。料坯在爐底或在用水冷管支撐的滑軌上滑動，在後一種情況下可對料坯實行上下兩面加熱。爐底水管通常用隔熱材料包覆，以減少熱損失。為減小水冷滑軌造成的料坯下部的“黑印”，近年來採用了使料坯與水管之間具有隔熱作用的“熱滑軌”。有的小型連續加熱爐採用了由特殊陶質材料製成的無水冷滑軌，支撐在由耐火材料砌築的基牆上，這種爐子叫“無水冷爐”。
步進式連續加熱爐靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進、下降、後退的動作把料坯一步一步地移送前進的連續加熱爐。爐子有固定爐底和步進爐底，或者有固定梁和步進梁。前者叫做步進底式爐，後者叫做步進梁式爐。軋鋼用加熱爐的步進梁通常由水冷管組成。步進梁式爐可對料坯實現上下雙面加熱。70年代以來，由於軋機的大型化，步進梁式爐得到了廣泛套用。同推鋼式爐相比，它的優點是：運料靈活，必要時可將爐料全部排出爐外；料坯在爐底或樑上有間隔地擺開，可較快地均勻加熱；完全消除了推鋼式爐的拱鋼和粘鋼故障，因而使爐的長度不受這些因素的限制。中國1979年投產的步進梁式爐長為32.5米，生產能力為每小時270噸。
轉底式加熱爐爐身固定，爐底轉動，放置在爐底上的料坯隨爐底轉動由進料口移送到出料口。根據爐底的形狀，轉底式加熱爐可分為環形爐和盤形爐兩種，冶金廠軋鋼車間多用環形爐。圖是一座生產能力為每小時75噸的轉底環形加熱爐剖面圖。這種爐子適於加熱不能用推鋼和步進方式運送的物料，如圓坯、車輪和輪箍坯、模鍛前的異形坯以及品種多和長短不一的料坯等。缺點是爐底面積利用率低，爐底單位面積產量通常約為350～400公斤/(米2·時)。
分室式快速加熱爐由若干個擺在一條線上的加熱室所組成。加熱室和加熱室之間設間室，傳送料坯的輥子設在間室內，料坯單根（或雙根）地通過各加熱室和間室而被加熱。每個加熱室與相鄰的間室構成一個“爐節”，所以又稱節式爐。這種加熱爐能快速加熱，氧化和脫碳少，適用於加熱圓形料坯和鋼管。與行星軋機相配合，可用來加熱連鑄板坯；也可對某些鋼材進行局部加熱。缺點是單位爐長的生產能力低，爐子熱效率較低。 室式加熱爐用於金屬坯或錠鍛壓前的加熱。物料加熱時不移動；爐內不分段，要求各處爐溫均勻，對於大鋼錠加熱採用周期性的溫度制度（即爐溫按時間分為預熱期、加熱期、均熱期等）。室式加熱爐有兩種：固定爐底室式爐和車底式爐。 固定爐底室式爐爐底面積一般1～10米2。裝出料多靠人工或簡單機械；加熱較大工件的室式爐，也有用專門裝出料機的。燃料為煤、重油或煤氣。有的爐在爐牆上開一縫隙,料坯由縫隙送入爐內加熱,叫“縫式爐”，常用於小件加熱或長料坯的端頭或局部加熱。這類爐的爐底單位面積產量通常為300～400公斤/(米2·時)，單位熱耗每噸鋼約為(1.0～1.5)×106千卡。 車底式爐用於重量為十幾噸至幾百噸的大鋼錠在鍛壓前的加熱，爐型為室式或隧道式。加熱物件放置在台車上，爐外進行裝卸料，由車間吊車或其他牽引裝置把台車拽入或拖出爐膛，大鋼錠加熱要求爐溫分布均勻，所以車底式爐常採用分散供熱和分散排煙（燒嘴和煙道口分散地布置在爐子側牆上）。
