燃气式热处理炉

第一篇：燃气式热处理炉

燃气式热处理炉、天然气炉、燃气炉

品牌 恒炉 型号 多种 别名 燃料炉 适用范围 金属件淬火、正火、退火等热处理 炉膛最高温度 1300（℃）工作温度 按工艺（℃）装载量 参照用户（kg）

本系列炉是国家标准节能型周期式作业炉，节能结构。台车采用防撞击密封，炉门采用自动弹簧式压紧机构，自动密封台车和炉门，一体化连轨，不需基础安装，放在水平地面即可使用。主要用于高铬、高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、45钢、不锈钢以及各种机械零件等淬火、正火、退火等热处理。

简介：

1、设备以各式燃烧气体为介质，通过各式烧咀燃烧加热，最高温度1300℃。

2、炉体骨架由各种大中型型钢现场组合焊接而成，外壳封板为钢板，高铝全纤维耐火纤维棉模块为炉衬，密封、节能效果好。

3、台车骨架由各种大型工字钢、槽钢、角钢及厚钢板等组合焊接而成。

4、台车传动采用全部车轮均为驱动轮，驱动可靠，传动系统采用“三合一”电机—减速机，安装方式为轴装式，结构紧凑、装配牢固、进出灵活、操作简单、维修方便。

5、台车耐火砌体采用高铝定型砖结构，与炉体密封效果好，耐压强度高。台车面搁置垫铁供堆放工件用。台车帮板全部采用铸件，保证车体经久耐用。炉车与炉衬的密封采用耐火纤维密封块电动推杆自动压紧结构。侧密封的开、闭与炉车进出连锁。

6、炉门采用高铝全纤维耐火甩丝毯与型钢组合框架结构，电动葫芦升降，炉门密封机构采用长短杠杆弹簧式自动压紧凸轮机构和软边密封装置。保证上下无摩擦、轻松自如、安全可靠。

7、烟囱安装蝶阀与执行器等，可调节降温速度，控制炉压。

8、加热器采用高速烧咀，均布两侧。连续比例调节燃烧。执行器调节风量的大小，通过比例阀来调节燃气量的大小，达到空燃比例燃烧，燃气和风量设有下限限幅，每个烧咀的燃气管上设有控制电磁阀，每个烧咀配有独立完整的燃烧控制器，具有自动点火，火焰检测，灭火报警自动断气。这样充分保证燃烧温控系统的稳定性、安全性。

9、烧咀的特点

高速烧咀可使燃料与助燃空气在燃烧室内基本实现完全燃烧，燃烧后的高温气体以100m-150m/s的速度喷出，从而达到强化对流传热，促进炉内气流循环，保温时炉温均匀度≤±10℃。

该烧咀

a、燃烧室体积小

b、燃烧气体出口速度高

c、烧咀调节比例大，1:10

d、自动点火和火焰监测

e、每个烧嘴故障报警功能

f、每台助燃风机低压保护

g、每个烧嘴大小火连锁安全控制

h、燃烧状态显示，故障报警显示

i、温度曲线设计及修改，保存及打印

j、操作提示，故障提示

k、助燃风机控制（开关）、炉门控制（开关）、空燃比例控制、过程安全联锁控制

10、预热器

采用GC型列管式插入扰流件换热器以增加空气的预热温度，炉温1000℃时将空气温度预热至300-350℃。

GC型高效插入件换热器，在相同传热系数下，空侧压力损失较一般插入件换热低，其值在1500Pa左右，因此降低了动力消耗。

烟气温度600℃时，综合传热系数45w/m2℃以上，烟气温≥900℃时，综合传热系数55 w/m2℃以上。

换热器在设计上根据温度选用耐热钢和不锈钢，布置上采用温度均匀化和热应力消除等措施。

11、控制系统

系统主要通过炉膛的温度、压力的检测，对各炉子的煤气管道的流量和烟气的流量及稀释风量进行调节和控制，并设有天然气总管快速切断装置。

炉压的的高低对加热炉的使用效果影响很大，炉压高时炉气会冲出炉体的各密封间隙形成气流冲刷，对采用纤维材料密封的炉门及炉底压紧影响较大，同时，高温气流对炉体周围环境和控制器件也会造成影响。而炉压低时冷空气从密封间隙吸入，除增加工件的氧化外还会造成燃料浪费。为此，排烟道上装炉压测点控制电动调节烟气阀，使炉压保持在微正压状态。

炉子采用分区炉温控制，每区设有一个热电偶，测量温度进入多点记录仪，集中跟踪记录炉膛内温度。

12、安全连锁系统

台车与炉门的安全连锁，当炉门未开启到一定位置时，台车将锁定进出，台车密封未打开时台车将锁定进出。

空、煤气压力、压缩空气压力达不到规定要求时，烧咀的燃烧将不能启动，若正在燃烧时则安全关闭。

13、设备的主要特点

1、节能效果好：本设备炉体的炉衬全部采用高铝耐火纤维，与耐火砖相比导热系数小，热容量小，所以耐火层的厚度小，且吸热大大降低。

本设备采用高速调温烧咀系统，喷出速度大，达到100m/s以上，能有效搅拌炉气，是炉膛温度均匀，且烧咀系统燃烧完全，使燃料得到充分利用。采用炉压零位控制和全密封技术，是最大结合面（炉车与炉体间的密封面）处于零位炉压，炉气不外泄，冷气不内渗，使燃烧产生的热能能够有效地利用。

2、自动化程度高：炉门、台车全部采用电动，有操作控制台，操作人员能方便地控制炉门、炉车运行。炉门、台车有行程控制，到限定极限位置能自动停止运行，以确保安全。

燃烧系统有全套的点火，大、小火运行、检测、熄火报警，熄火切断和再点火功能，且每套烧咀各有一个独立的控制箱，能够做到单独控制。每个控制箱接口可和仪表间温控仪连接，使整套系统全部做到自动控制。

管路参数采用自动控制。助燃空气和燃料的管路压力可设定并自动调节，使助燃空气和燃料量控制在最佳比值，保证达到较高的燃烧效率，消除黑烟。

炉压自动控制，通过压力变送器把炉膛压力信号与设定值比较，把信号传到烟囱的执行器，通过改变烟囱的开度自动控制炉膛内的压力。

炉内温度控制采用先进的智能数显温控仪，它和测温元件、自控烧咀组成闭环控制。具有高精度、高灵活性、抗干扰性和高可靠性。温控系统可对热处理生产工艺曲线进行自动计算、操作、显示、储存，实现全过程控制。

在仪表柜上设有温度、炉压、各烧咀、各管路参数的操作值显示和异常情况报警及紧急保护措施，确保操作安全。

第二篇：热处理炉总结

一、名词解释

1、热流:单位时间内由高温物体传给低温物体的热量叫热流，或热流量。用Q表示，单位为W,即J/S

2、耐火度：是耐火材料抵抗高温作用的性能，表示材料受热后软化到一定程度时的温度。

3、荷重软化点：是指在一定压力条件下，以一定速度加热，测出试样开始变形时的温度，当试样变形达到4%或40%的温度，称为荷重软化4%或40%软化点。

4、热导率：反应了物体导热能力的大小，它的物理意义在单位时间内每米长温度降低1℃时，单位面积能传递的热流量，用λ表示，单位为w/（m.℃）

5、传导传热：温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间的热能的传递过程，称为传导传热

6、辐射传热:物体间通过辐射能进行的热能传递过程

7、黑体：辐射能全部被吸收的物体称为黑体。

8、集肤效应：当交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象。

9、邻近效应：两个通过交流电流的导体彼此相距很近时，则每个导体内的电流将重新分布，电流瞬时方向相反时，则最大电流密度就出现在两导体相邻的面，当导体内的电流瞬时方向相同，则最大电流密度将出现在两导体相背的一面，这种电流向一侧集中的现象叫临近效应

10、可控气氛：为了使工件表面不发生氧化脱碳现象或对工件进行化学热处理，向炉内通以可进行控制成分的气氛，称可控气氛

11、碳势：指一定成分的气氛，在一定温度下，气氛与钢的脱碳增碳反应达到平衡时，钢的含碳量。

12、温度梯度：物体（或体系内）相邻两等温面间的温度差△t与两等温面法线方向的距离△n的比例极限

13、氧势：指在一定温度下，金属的氧化和氧化物分解处于平衡状态时气氛中氧的分压或氧化物的分解压

14、热震稳定性：也叫耐急冷急热性，表示材料抵抗温度急剧变化而不破坏的性能

15、单位表面负荷:元件单位表面积上所发出的功率，单位w/cm3，元件表面负荷越高，发出的热量就越多，元件温度就越高，所用的元件材料就越少。

16、露点：指气体中水蒸气凝结成水的温度

17、黑度：灰体的高度ε被定义为灰体的辐射力E与同温度下的黑体辐射E0之比

二、简答题

1、热处理电阻炉的设计步骤

答：1）炉型的选择2）炉膛尺寸的确定3)炉体结构设计4）电阻炉功率计算及功率分配5）电热元件材料的选择6）电热元件材料的设计计算7）炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用8)技术经济指标的核算9）绘制炉子总图、砌体图、和编制电炉使用说明书等随机技术文件。

2、浴炉如何分类 答：按介质的不同可分为盐浴炉、碱浴炉、铅浴炉、油浴炉，按热源供给方式的不同可分为外热式和内热式两种。

3、热处理电阻炉功率的计算方法有哪两种。各有何特点 答：计算方法有热平衡计算法和经验计算法。1）热平衡计算法,是根据炉子的输入总功率应等于各项能量消耗总和的原则确定炉子功率的方法。2）经验计算法：a、类比法，与同类炉子相比较，当炉膛尺寸和炉体结构确定后，依据生产率、升温时间等方面的具体要求，与性能较好的同类炉子相比较，而确定新设计炉子的功率b、经验公式法，这种方法适用于周期作业封闭式电阻炉。

4、试述插入式电极盐浴炉和埋入式电极盐浴炉各自的优缺点 答：插入式电极盐浴炉电极从坩埚上方垂直插入熔盐，熔盐中插入的一对电极，通入低电压（6~17.5V）大电流（几千安培）的交流电，由熔盐电阻热效应，将熔盐加热到工作温度。

缺点：a、炉口只有2/3的面积能使用，其他被电极占据，效率低，耗电量大b、由于电极自上方插入，与盐面交界处易氧化，寿命短，电极损耗大c、电极在一侧，远离电极一侧温度低d、工件易接触电极，而产生过热或过烧。

埋入式电极盐浴炉将电极埋入浴槽砌体，只让电极工作表面接触熔盐，在浴面上无电极

特点:1）有效面积大，生产率高，热效率高，节能25%~30%2）炉温相对均匀，介质流动性好3）电极不接触空气，寿命长4）工件接触电极可能性小，废品率低。缺点：1）砌体与电极一体，不能单独更换电极，电极损坏时，浴槽也要相应更换，对于高温炉，则插入电极优势大2)形状复杂，不一焊接，砌护麻烦3)电极间尺寸不能调节，电极形状，尺寸，布置，要求高，功率不可调。

5、箱式电阻炉加热炉分类方法有哪些

答:箱式电阻炉按其工作温度可分为高温箱式炉（>1000℃）中温箱式炉（650-1000℃），低温箱式炉（<650℃）圆体箱式电阻炉

6、井式热处理电阻炉和箱式热处理电阻炉在确定生产率方面有何不同？ 答：箱式电阻炉单位面积生产率指炉子在单位时间内单位炉底面积所能加热的金属质量。对于井式炉，炉底单位面积生产率是指其最大纵剖面的单位生产率，最大纵剖面=炉膛直×径炉膛有效高度

7、试述感应加热过程中，中、高频电流的特点及现象

答：1）集肤效应，当交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象。2）邻近效应，导体内的电流的频率越高，导体间距越小，临近效应越显著。3）圆环效应，当交流电流通过环形导体时，电流在导体横截面上的分布将发生变化，此时电流仅集中在圆环的内侧。4）尖角效应，当感应器与工件间距的距离相同，但在工件尖角处的加热强度远较其他光滑部位强烈，往往会造成过热。

8、热处理的节能的途径有哪几个方面。

答：1）从设备入手，重点进行新型热处理设备的研制，推广，应用和进行旧设备的全面技术改造。2）推广节能热处理工艺及材料的研究与应用。3）热处理的生产的节能管理。

9、感应加热的基本原理与集肤效应。

答:感应加热的基本原理：当感应器（感磁导体）通过交变电流时，在其周围产生交变磁场，将工件放入交变磁场中，按电磁感应定律，工件内将产生感应电动势和感应电流，感应电流做功8，将工件加热。集肤效应，当交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象称为集肤效应，当电流频率越高，集肤效应越显著。

10、在选择使用热处理电阻炉时主要应考虑哪几个方面。

答：

1、工件的特点，2、技术要求，3、生产量大小和作业制度

4、劳动条件，5、炉子性能，6、其他，对车间厂房结构，地基，炉子建造维修，维护，投资等也周密考虑。

三、其他 砌筑热处理炉时需使用耐火材料、保温材料、炉用金属材料以及一般建筑材料。在建造和设计热处理炉是合理选用筑炉材料对满足热处理工艺要求，提高炉子使用寿命，节约能源，降低成本都有重要意义。

常用耐火材料：黏土砖、高铝砖、轻质耐火黏土砖、硅酸铝耐火纤维和耐火混凝土、耐火涂料等。

为减少炉子热传导引起的热损失，提高炉子的热效率，耐火层外需砌一层保温材料。保温材料具有体积密度小，气孔率高，热容量小，热导率小等特点。工程上把λ值<0.25W/(m.℃)的材料称为保温材料。常用保温材料有：石棉，矿渣棉，蛭石，硅藻土，膨胀珍珠岩，岩棉以及超轻质耐火砖等。他们常以散料或制成制品使用，近些年来，新炉型不提倡使用散料。

炉用金属材料有哪些：炉外用金属材料和炉内用耐热钢，普通金属材料用作炉子的外壳金和构架：Q235A钢板，角钢，槽钢，工字钢。炉用耐热钢用作炉底板、炉罐、坩埚、料筐、炉辊、传送带、夹具、紧固件、电热元件及其引出棒等。

中温箱式电阻炉用于退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等；高温~用于高速钢或高速合金钢模具的淬火加热，其结构与中温相似；低温~大多用于回火

中温井式炉适用于轴类等长形零件的退火正火淬火及预热等，与箱式炉相比装炉量少，生产效率低，常用于质量要求较高的零件，高温井式炉适用于合金钢、高速合金钢长杆件热处理；低温井式电阻炉最高工作温度为650℃，广泛用于零件的回火

常用电热元件材料及特点：铁铬铝：这类材料电阻率大，电阻温度系数小，功率稳定，耐热性好，抗渗碳，耐腐蚀，价格便宜，应用广泛。其缺点是塑形差，高温加热后，晶粒粗大，脆性大。镍铬系：高温加热不脆化，具有良好的塑性和焊接性便于加工和维修，抗渗氮，缺点是电阻率小，电阻温度系数较大，不抗硫蚀，价格昂贵。纯金属：略

外热式真空热处理炉的结构特点和缺点，外热式真空炉结构简单，制造容易，容易密封，抽气量小，容易达到所要求的真空度，不受耐火、绝缘材料及电阻放气，不存在真空放点问题，工件加热质量高，生产安全可靠。但由于热源在炉罐外，热

惰性大，热效率低加热速

度慢生产周期长。由于炉罐材料高温强度所限，炉子尺寸小，使用温度低于1100℃，合金钢或耐热钢罐价格昂贵，不易加工，仅适用于合金的退火、真空除气、真空渗金属等

内热式真空热处理炉结构特点，内热式真空热处理炉是将整个加热装置及欲处理的工件均放在真空容器内，而不用炉罐的炉子。这类炉子的优点是：

1、可以制造大型高温炉，而不受炉罐的限制；

2、加热和冷却速度快，生产效率高。其缺点是:

1、炉内结构复杂，电气绝缘性要求高；

2、与外热式真空炉相比，炉内容积大，各种构件表面均吸附大量气体，需配大功率抽气系统；

3、考虑真空放电和电气绝缘性，要低电压大电流供电，需配套系统。

现代真空电阻热处理炉都是内热式的，没有炉罐，整个炉壳就是一个真空容器，外壳是密封的，某些部位用水冷却。按其外形及结构分为立式、卧式、单室、双室和三室等。工件冷却方式分为自冷、负压气冷、负压油冷和加压气冷、高压气冷及超高压气冷等炉型。按热处理工艺可分为淬火炉和回火炉。有单功能的，也有多功能的。

可控气氛热处理炉的分类及特点

1可控气氛热处理炉的分类，有周期式和连续式之分。周期炉：有井式炉和密闭箱式炉（又称多用炉）适用于多品种小批量连续生产，可用于光亮淬火、光亮退火、渗碳、碳氮共渗等热处理，连续炉：有推杆式，转底式及各种形式的连续式可控气氛渗碳生产线等，适用于大批量生产，可用于光亮淬火、回火、渗碳及碳氮共渗等热处理。

2可控气氛热处理炉的特点：

1、炉膛密封良好，2、炉内保持正压

3、炉内气氛均匀

4、装设安全装置

5、炉内构件抗气氛侵蚀。

第三篇：热处理趴炉管理制度

热处理时，经常出现淬火炉及回火炉趴炉现象，不知道怎么处理?

什么是趴炉?是指清渣吧回复2#嫦娥奔月

趴炉就是下机组出现问题，导致管在炉内时间过长出现焖炉现象有的材料淬火本身就要预冷，热处理过程中出现设备故障，这需要专业人员在现场进行判断、掌控，确定执行情况，对专业技术人员的知识和经验也是考验，热处理趴炉管理制度。没有一成不变的处理标准，只有掌控材料性质和热处理原理，才能面对纷繁复杂的现实得心应手。这个词语没听说过其实我也没听过这个词所以关注了这个帖子还在期待专家的解答啊。楼主的“趴炉”词汇比较有新意。是不是指“有情况！请趴下”的引申的意思?

在公共场所使用热处理语言一定要采用规范用语，不要采用“土族语”，否则，只能让大家开开眼界，大家没有办法给你帮助。故障就是故障，不要用“趴下(炉)”代替。

我查阅了一下网络，倒真有“趴炉”一说，但是那是韩国的韩式电扒炉又称铁板烧，管理制度《热处理趴炉管理制度》。主要用于油煎各种食物，如牛排，香肠，鸡蛋，汉堡肉饼，印度飞饼等。汪版幽默！就是设备故障导致产品不能正常按照设定程序(如时间、温度等参数)完成动作吧?这也分得情况很多了，建议开个专题集中讨论吧趴炉呵呵，这个名词没有听说过，是不是炉子累坏了趴下了呵呵油煎各种食物也是热处理啊只不过处理对象不是金属材料而是食物而已，焯绿豆芽和吃凉面相当于淬火(快冷)，蒸完馒头后再热一热相当于回火(重新加热)，焖米饭相当于退火(炉冷到一定温度出炉)，炒菜相当于正火(空冷)，煎烙饼和炸油条相当于表面处理…我曾经说过，热处理跟厨师是同行。还真有意思。见识了不少。呵呵我看就是设备故障，没啥可讨论的啊回复1#kedayaoge

楼主比较有意思啊，这个的标准解释，我给各位解释一下，要不然大家都见笑了

其实趴炉不是什么标准术语，相当于我们说的汽车趴窝，这下大家明白了吗?

不过汽车趴窝是因为故障，热处理出现趴炉是因为操作工偷懒，工件到点了，不按时出炉，比如回火时间三小时，到点了，不出，在炉里，关掉电源过个一个两个小时再出来

其实这个问题主要是生产安排结合生产工艺来解决。没啥好办法回复12#草原的风

这个解释太有意思了太有才了！我真是长见识了这个不应该出现的。是不是管理制度不严?回复18#wangqinghua196

这个事情经常出现在老工人带班的情况，或者是考虑劳动强度或者是考虑自身的方便，因为一些老工人还是知道一些热处理的道理，回火时间长了不会有很大的损害，在质量上，所以这类事情不好杜绝。负责人一些的闭电就算是不错了。回复19#silafu

大连的热处理厂，我参观过，不错。

在我们公司里是不允许的。

第四篇：热处理炉考点总结(同上)=。=

1、传热的方式及其共同性和特殊性。

传热三种基本的方式：传导传热、对流传热、辐射传热

传导传热：通过热振动和碰撞中发生能量传递，热量从物体的高温部分传导低温部分。对流传热：依靠流流体质点的导热作用和位移而进行的热量传递。辐射传热：

①辐射传热不需要任何介质；

②辐射传热伴随着能量的转化 ：热能→辐射能→热能；

③辐射体之间能同时向对方辐射能量和吸收对方投射来的辐射能量； ④ “对等性”——无论物体(气体)温度高低都向外辐射。

2、不同传热求解时要测量的主要参数，如反映材料热传导能力大小的热导率；

传导传热计算：

qQdt(W/m2)Fdn

其中，F—与热流方向垂直的传热面积（m2）

λ—比例系数，称为热导率，[W/（m·℃）] dt dn —温度梯度，（℃/m）

对流传热计算：

Qa(t1t2)F 式中：Q一单位时间内对流换热量，即热流量(w)；

t1-t2一流体与固体表面的温度差(℃)；

F一流体与固体的接触面积(m2)；

a一对流换热系数[w／(m2·℃)]，它表示流体与固体表面之间的温度差为1℃ 时,每秒钟通过1m2面积所传递的热量。辐射传热计算：

Q12C导[(T14T)(2)4].F2.21100100

C导 ——辐射系数，与两物体为灰体或黑体相关； T1、T2—— 两物体的温度；

21 ——物体2对物体1的角度系数

F2——物体2的面积。

3、黑体辐射基本定律：普朗克定律、斯蒂芬-波尔兹曼定律、灰体和实际物体的辐射力、克希荷夫定律。

4、分析不同情况下的传热方式，如描述工件和炉墙的综合传热过程。实际热处理加热过程，热源和工件表面主要进行辐射换热和对流换热。

QQ对Q辐a对(t1-t2)FC导[(T14T24)-()]F100100 中、高温电阻炉和真空电阻炉，炉膛传热以辐射为主，对流传热可忽略。低温空气循环电阻炉及盐浴炉，以对流换热为主，其它可忽略。装有风扇的中温电阻炉、燃料炉，对流和辐射都不可忽略。

热处理炉内向车间散热，传递过程：炉气以对流和辐射方式传给内壁，内壁以传导方式传到外壁，外壁则以辐射方式传给周围的空气。

炉墙传热时的总热阻等于各层炉墙热阻＋炉墙外空间的热阻之和； 要想减小热量损失，实质是增大热阻和减少散热面积。

第二章

1、控制气体流量的设备：电磁流量计，质量流量计和转子流量计。

2、测试压力的设备可分为：液柱式压力计、弹性压力表、负荷式压力计、压力传感器、压力开关六种。常见的有 活塞式压力计、U型管压力计、电阻应变片压力传感器、霍尔压力传感受器、移式压力开关等。

3、如何判断热处理炉的不同位置发生溢气和吸气？

在相对零压面以上，炉气的静压头为正，越往上其正值越大。如果从炉壁开口会向外溢气；同理，在零压面以下，炉气的静压头为负，越往下负值越大，从炉壁开口处会吸入冷空气。★静压头的其实质：

炉内热气柱的密度小，重力小，炉内气体的绝对压力随高度增加而减小得慢；而炉外空气柱密度大，重力大，空气的绝对压力随高度增加而减小得快的缘故。

4、如何判断炉气的上浮能力，解释烟囱的作用；

●位压头——用于分析炉气上浮能力的大小，始终为正。

物理意义是：因炉内是热气，其重度（密度）小于空气时，空气推着热气向上浮升，位压头就是这种上（浮）升力大小的度量，两种气体重度（密度）差越大，这种升力就越大。排烟原理：热烟气在烟囱内具有向上浮的趋势，这种作用称为烟囱的抽力。这是烟囱内的烟气重度γ（或密度ρ）小于烟囱外的空气重度（或密度）的结果。第三章

1、根据热处理处理条件，从耐火材料的高温化学稳定性等方面解释选材的原因？

根据各种热处理情况如使用温度热处理气氛是否与耐火砖的成分发生化学反应电热元件是否与电热隔砖发生化学反应等要求对耐火材料进行选用: 由耐火材料的耐火度高温结构强度高温化学稳定性耐急冷急热性高温体积稳定性等方面选择考虑。◆制造无罐气体渗碳炉时，高碳气氛对普通粘土砖有破坏作用，炉墙内衬的耐火材料需用含Fe2O3小于1％的耐火砖，即抗渗砖；

◆制造电极盐溶炉时，由于熔盐对耐火材料的冲刷作用，坩埚材料必须采用重质耐火砖或耐火混凝土；

◆电热元件搁砖不得与电热元件材料发生化学作用，铁铬铝电热元件要用高铝砖作搁砖。

2、陶瓷涂料的作用；(1)耐火材料用陶瓷涂料： ◆是氧化锆加水调制而成，无毒、不可燃，在室温下涂敷于耐火材料表面，在空气中干燥5分钟即成。

◆陶瓷材料的辐射能力强，因而炉子升温速度快、炉温均匀，可降低能耗15％～30％。

◆涂料的气孔率低，化学稳定性好，可阻止使耐火材料损坏的各种氧化性气氛扩散渗透，能成倍地提高耐火村料的使用寿命。

◆应用范围广，除石墨以外的其它耐火材料均可涂这种涂料。使用温度高达2482℃。2)金属构件用陶瓷涂料：

◆是用水调制的硅酸铝涂料，无毒、不可燃，可涂敷于电热元件、辐射管、换热器、料筐等表面。

特点：

◆不影响炉内气氛、被涂金属的物理化学性质和力学性能；

◆可防止被涂金属氧化、脱碳或渗碳、化学侵蚀；

◆与金属间的结合牢固，耐磨性良好；

◆经固化处理之后，表面比基体更细密，可大幅度地提高金属构件的使用寿命(50％以上)。连续使用温度1038℃，间断使用可达1204℃。

3、保温材料的作用? 为减少炉子热传导引起的热损失，节省热能，提高炉子的热效率，改善劳动条件，在砌筑中温或高温炉时，均在耐火层外需砌一层保温材料。

4、炉用金属材料的要求? 因炉内构件是在高温下工作，承受一定载荷，并受高温介质的化学腐蚀，要求具有良好的抗高温氧化性和高温强度。所以要用耐热钢来制造。第四章

1、如何选择热处理电阻炉的基本类型？

.根据不同的金属材料处理要求选用合适的热处理电阻炉周期作业式热处理电阻炉适用于多品种小批量生产而连续作业式电阻炉则适用于大批量生产投资大不易改变工艺。（1）箱式电阻加热炉（分中高低三种）

中温箱式电阻炉应用于退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等。高温箱式电阻炉用于高速钢或高合金钢模具的淬火加热。低温箱式电阻炉多用于回火、无定型产品。

（2）井式电阻加热炉：圆形，一股适用于细长工件的退火、正火淬火及预热等，与箱式炉相比，装炉量少，生产效率地，常用语质量要求较高的零件。中温井式电阻炉主要用于质量要求较高的细长工件的热处理。

低温井式电阻炉广泛用于钢件的回火处理，也可用作有色金属的热处理。

1200℃高温井式电阻炉：采用0Cr27Al7Mo2高温铁铬铝电热元件加热。适用于合金钢长杆件加热。

1350℃高温井式电阻炉：用碳化硅棒为电热元件。适用于细长高速钢拉刀和高合金钢长杆件热处理。

2、井式电阻加热炉采取什么措施实现炉内的温度均匀? 井式电阻加热炉炉膛较深，为了炉膛均 匀加热，常分区布置电热元件，各区单独供 电并控制温度，还可以在炉盖上装风扇，强迫炉气对流循环，使加热均匀。第五章

1、根据工件的特点等情况选择合适的热处理炉电阻炉? 既要满足工艺及产量要求，又技术先 进，经济合理。从以下六个方面考虑：

1.工件的特点（形状，尺寸，质量）：加 工细长轴类工件，为防止变形宜用井式炉； 加工大中型铸、锻毛坯件的退火、正火、回 火等处理，宜用台车炉；小型轴承钢球、滚 子等则选用滚筒式炉。

2.技术要求：对加热温度、炉膛介质、冷 却速度、冷却方式、表面状态、允许变型量 等有特殊要求时，如皋合金钢模具淬火需要 用高温炉，精加工零件表面要求不氧化则需 要保护气氛炉或真空炉（罩式炉），有表面 硬度及化学热处理要求的则需渗碳、渗氮炉 等。

3.产量大小。生产量大、品种单

一、工艺 稳定情况下，可考虑使用连续炉；产量不大、品种多、工艺变化大的则可考虑使用箱式炉 或箱式多用炉。

4.劳动条件。提高机械化和自动化水平，防止污染。如气体渗碳时，处理有毒气体，空气流通。

5.炉子性能。炉温均匀性、准确性、控制 温度以及升降温速度、能耗指标等，避免工 件变形。

6.其他因素：车间厂房结构、地基、炉子 建造维修、维护、资金等，选用通用零件。

2、电热元件的性能要求? 电热元件的性能要求； 1.具有良好的耐热性和性能要求 2.具有较 大的电阻率 3.具有较小的电阻温度系数α 4.具有较小的热膨胀系数5.具有良好的加工 性和焊接性能（电热元件的连接）

2、电热元件引出与焊接的要求? 采用成分与电热元件相同或相近的焊 条，并严格按照焊接工艺规程进行焊接。（镍 铬元件焊接性较好，可采用电弧焊或气焊。铁铬铝元件，一般质量要求的可用电弧焊，质量高要求较高时应采用氩弧焊。）元件各 部分之间的焊接常采用搭焊，元件与引出棒 之间采用钻孔焊或铣槽焊。第六章

1、燃料燃烧的阶段，每个阶段的作用；

1.混合：可燃气体与空气中的氧适当混合 是燃烧的前提，燃料燃烧速度，主要取 决于混合速度。2.活化：将可燃物加热到着火温度，混合 物活化后才能顺利燃烧。3.燃烧反应：混合物中的可燃成分急剧与 氧反应形成火焰放出大量的热和强烈的 光的过程。

2、回火和托火的原因； 回火：可燃气喷出速度低于火焰传播速度 脱火：可燃气喷出速度大于火焰传播速度 无焰烧嘴和有焰烧嘴燃烧特点；

3、无焰烧嘴和有焰烧嘴燃烧特点； 无焰：这类烧嘴的燃烧方式式煤气与空气预 先在烧嘴内进行均匀混合，而后喷出进行燃 烧嘴。很易发生“回火”，甚至有爆炸的危 险 有焰：这类烧嘴燃烧方法是煤气与空气全部 或大部分在烧嘴外混合，边混合边燃烧，可 见较长火焰。不易回火，但管道系统以及仪 表自调系统复杂。有焰式烧嘴结构烧嘴若混合气体喷出速 度过低会发生回火，过高则可能脱火。

4、提高燃烧炉热效率的途径？

1.减少烟气带走的热量：Q 烟=B V n t 烟 c 烟，要减少烟气带走的热量，则需降低烟气温 度t 烟或减少烟气体积V 烟，即控制好过剩空 气量

2.有效地利用烟气余热：（1）预热空气 或燃料气；（2）预热工件或辅助工具；（3）作为回火炉的热源；（4）作为废热锅炉生产 蒸气 热处理浴炉为何不能进行退火处理；

第七章

1、热处理浴炉为何不能进行退火处理；

退火是将钢加热到至临界点 Ac1 以上 或以下温度，保温以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。而盐浴 炉，盐类在随炉冷却的时候，也由熔融状态 变成固态，在凝固过程中，工件也在冷却中 与盐类结合在一起，难以取出，因此热处理浴炉不能进行退火处理。

2、启动电阻的作用？

由于固态盐不导电，电极盐浴炉不能利 用工作电极直接启动，启动时必须用启动电 阻，将熔盐加热到熔融状态，盐浴炉才能工作。

第八章

1、真空热处理炉的优点? 真空热处理炉使工件具有不氧化、不脱 碳，处理后可保持表面光亮和原有色泽，表 面通常可不加工且工件不变形，提高了耐磨 性和使用寿命，并对工件有脱脂、脱气作用。

2、离子氮化炉的工作原理? 离子渗氮炉包括炉体、真空系统、供气 系统、测温系统及控制系统组成。其工作原 理：工件放入炉内作为阴极，炉体作为阳极，抽真空到 13.3-1.33Pa 后再通入少量氨、氮 或 氮 氩 混 合 气 体，使 炉 内 压 强 达 133-1333Pa，然后在两极间施加一定电压使 氮电离，氮电离后即以高速冲击工件，离子 的动能转化为热能将工件加热至渗氮温度。轰击表面的一部分氮夺取电子喉直接渗入 工件表面，在工件表面上形成含氮很高的呈 蒸发状态的FeN，并不断向工件内部扩散，从而达到渗氮目的。（应用：

1、机场驱鸟

2、加电场，防止炉体受离子冲击）第九章

1、感应热处理炉的基本原理及中、高频电流的特点；

原理：当感应器（施感导体）通过交变电流（交流变化）时，在其周围产生交变磁场，将工件放入交变磁场中，按电磁感应定律，工件内将产生感应电动势和感应电流，感应 电流做功，将工件加热。

特点：（1）热处理能源选择的一般原则：热源选择用 电或是用燃料或是用何种燃料，一般应从生 产成本、能源供应情况、操作与控温的难易 程度、热处理工艺的特殊性以及环境保护等 几个方面来综合考虑。（2）以电为主，因地制宜。用电作为热处理设 备热源具有许多优点： 随着水电和核电比例的增加，用电成 本有逐渐下降的趋势； 用电对环境不造成污染，有利于创造 良好的热处理环境；用电热处理设备控温容易可靠；④新型的热处理设备如电子束加热设备，激光加热设备等都可以以电为能源。第十章

1、根据平衡常数判断气体与钢发生的是氧化还是还原反应?

第十一章

第十二章

1、热处理节能途径；

热处理节能途径； 1.从设备入手，重点进行新型热处理设备 的研制、推广、应用和进行旧设备的全 面技术改造。2.推广节能热处理工艺及材料的研究与应用。从实际出发，优选热处理工艺方案 的原则有：（1）.合理选择零件材料，简化热处理工艺；（2 根据零件的实际服役条件，合理选择处 理工艺；（3）根据不同材料合理确定保温时间，达 到缩短加热时间的目的4）提高加热温度，缩短加热时间（5）充分利用淬火余热或采用等温淬火工 艺实现自回火，酌情省去回火工艺；（6）根据零件与整机寿命配比，酌情减少 硬化层深度；（7）锻造余热热处理 3.热处理生产的节能管理。

2、热处理能源选择的原则；（1）热处理能源选择的一般原则：热源选择用电或是用燃料或是用何种燃料，一般应从生 产成本、能源供应情况、操作与控温的难易程度、热处理工艺的特殊性以及环境保护等几个方面来综合考虑。（2）以电为主，因地制宜。用电作为热处理设 备热源具有许多优点：

1、随着水电和核电比例的增加，用电成 本有逐渐下降的趋势；

2、用电对环境不造成污染，有利于创造 良好的热处理环境；

3、用电热处理设备控温容易可靠；

4、新型的热处理设备如电子束加热设备，激光加热设备等都可以以电为能源。

第十三章

炼铁炼钢设备、工艺原理

第十四章

连铸连扎工艺流程及其优点和缺点

第十五章

常见的塑性成形设备和原理

试卷结构：

第一大题填空题，1分×10空＝10分 第二大题论述题，6分×10题＝60分； 第三大题论述题，15分×2题＝30分；

答疑时间，周一~四上午10点～12点，地点工学四号馆420，先联系是否在办公室***，答疑邮箱：dahutu985@163.com

第五篇：国内外加热炉和热处理炉的现状和节能技术

国内外加热炉和热处理炉的现状和节能技术

戎宗义

摘 要 综述了热轧步进梁式炉、薄板坯连铸与连轧之间的加热设备、辊底式炉、连续作业线中的热处理炉和强对流全氢罩式退火炉的现状和节能技术；介绍了蓄热式烧嘴和计算机在轧钢加热炉上的应用。

关键词 加热炉 热处理炉 节能

Present Status and Energy Saving Technology of Reheating Furnace

and Heat Treating Furnace at Home and Abroad

Rong Zongyi(Beijing Central Iron and Steel Design Institute, Beijing 100053)

Abstract The status and energy saving technology of the walking beam furnace and heating equipment for connecting the bar strip continuous caster and continuous rolling mill, the roller hearth furnace, the heat treating furnace for continuous annealing line and the bell type annealing furnace with the forced convection of full hydrogen atmosphere has been summarized in this paper.And the regenerative burner and the application of computer on the reheating furnace are reviewed.Material Index Reheating Furnace, Heat Treating Furnace, Energy Saving

自第1次石油冲击以来，轧钢加热炉和热处理炉的炉型改变、设备改造，是围绕着提高产品质量、节能、环保、自动化操作进行的。80年代前期，高温无缺陷连铸坯的生产技术和管理系统开发成功，连铸坯热态装炉的热装轧制(HCR)已成为现实。以后直接热装轧制(DHCR)和直接轧制(DR或CC-HDR)先后实现了大幅度节能。例如，冷坯方式加热炉的单耗为1 170 kJ/kg，HCR方式300～400 ℃装炉时为960 kJ/kg，800～900 ℃装炉时为335 kJ/kg。随着连铸-轧钢工艺的发展，推进了加热炉的进步。80年代后期，薄板坯连铸连轧工艺的产生，也出现了一些新炉型或新结构。

热处理炉方面，其技术内容集中在3E热处理(Efficiency, Environment, Energy)，即追求高效率、保护环境、低能耗的热处理设备。热轧步进梁式炉的现状和节能技术

1967年第1座步进梁式加热炉投产。步进梁式炉比推钢炉具有许多优点，因而成为新建轧钢厂的首选炉型。

热轧宽带钢厂的规模正向大型化发展，步进梁式炉的特点之一是炉长不受推钢长度限制，因而能适应轧机的小时产量增长的形势。

北京钢铁设计研究总院近20年设计投产的40余座步进炉，已遍及热连轧、型钢、棒线材、带钢、无缝管、开坯、锻压等钢厂以及钢带厂，1994年相继投产的太钢、梅山热连轧厂的步进梁式炉，额定产量分别为180 t/h和280 t/h，重庆钢铁设计研究院为攀钢1450热连轧厂设计的步进梁式炉，额定产量为150 t/h，也在1992年投产。

步进梁式炉在提高坯料加热质量、减少温度差方面的措施有：(1)下加热由初期的侧面供热改成端部供热；(2)均热段和加热段纵向支承梁在炉宽方向错开一段距离以减少水管黑印；(3)增大纵向支承梁上垫块(或骑卡件)高度以减少水管对坯料的遮蔽作用，减少垫块宽度以减少水管对坯料的冷却作用，从而减少水管黑印。金属陶瓷垫块已开始应用；(4)步进梁对坯料实现轻抬轻放；(5)细长的方坯侧出料时，配置带4～5挑杆的托出机，在激光装置监视下将方坯托到悬臂辊上。

节能设备上的主要措施：(1)钢坯热装及直接轧制。(2)提高换热器的温度效率，同时保持换热器前烟气热量和空气煤气预热后的显热。例如：和歌山热轧厂新1、2号步进梁式炉空气预热到630 ℃，温度效率达78%；日本钢管福山第二热轧厂空气预热到630 ℃，温度效率达87%；神户制钢加古川厚板厂空气换热器温度效率达90%，同时预热煤气。(3)加强炉膛的严密性。例如：炉体向装料辊道方向延长，步进梁全在炉内，炉门和炉门框间有倾斜的金属接触面，密闭性大为提高。又如步进梁立柱穿过炉底处的开孔内侧设置遮热盖板，以减少辐射热损失与改善炉压控制，日本钢管福山第二大型厂在设置前后的辐射热损失由67.49kJ/kg降到45.1 kJ/kg。(4)除炉底、直接受喷出火焰影响的烧嘴前立柱管外其余各段的炉顶、侧墙、炉底管以及炉顶烧嘴通道都采用陶瓷纤维制品。(5)适当延长预热段长度或在炉尾设置以陶瓷纤维为内衬的热回收段(梅山的步进炉)，利用烟气热量预热入炉坯料。(6)提高辐射和对流传热能力：炉衬内表面涂辐射率大的涂料，低温段采用喷流加热或设传热转换体。(7)热工控制合理分段，各段由微机控制以保证坯料加热质量、节能和操作的灵活性。(8)采用汽化冷却代替水冷却。

连铸坯热装轧制(HCR)时加热炉上需要考虑：(1)有可能加热冷坯。步进炉可以根据生产需要控制坯料在炉内的间距、可以出空炉底上的坯料，为了使热坯和冷坯在炉内以不同速度运行，把步进炉底或步进梁沿炉长分成2～3段：既可分别动作，又可同时动作。周期时间在30 s和45 s间切换。(2)加热炉的装料节奏和轧制节奏不匹配时要求加热炉仍能正常操作，为此炉子上要有一段炉长作缓冲用(例如某炉有7 m长的缓冲区，放7块板坯)同时配置行程长、平移速度快的装料机(例如行程3 420 mm，速度750 mm/s)，托出机要求的速度更高。(3)热坯表面较软，运送中不能出现缺陷。(4)供热能力的调节范围扩大，但要求火焰长度变化不大。例如燃料流量降到额定流量的10%时仍可稳定燃烧。(5)采用低惰性的陶瓷纤维制品作炉衬，以期加快升温降温速度并能及时调整各段温度。武钢从1985年正式实现HDR工艺以来热送量、热装率、热装温度逐年提高，宝钢1995年已取得平均热装温度550 ℃的好成绩。

直接热装轧制(DHCR)时连铸坯生产的序列和装入加热炉的序列相同，经济效益更好，炉子燃料用量和烟气量只有冷坯的三分之一左右。此外，产品组成将由原先的少品种大批量转向多品种小批量生产。

直接轧制(CC-HDR)是指连铸坯在中心温度～1 150 ℃的条件下不经过加热炉，在输送过程中通过边部加热保证坯料有足够高的温度进行直接轧制。新日铁土 界厂的直接轧制称“近距离CC-HDR”、连铸机端部到立式除鳞机VBS的距离是130 m，用辊道输送热坯；新日铁八幡厂1987年投产的则称“远距离CC-HDR”，距离是580 m,采用高速保温车输送热坯(长15.7 m×宽6.5 m×高3.8 m，重128 t，最大速度275 m/min)。日本钢管福山厂的铸坯加热设备的主要规格：长32 m，生产能力250 t/h，坯料规格220 mm×700～1 650 mm×5 900～14 500 mm，燃料是焦炉煤气，配136个烧嘴，每个能力233 kW。输送速度0.4～60 m/min(一般2.6 m/min)。这类加热设备实际上就是辊底式炉。薄板坯连铸与连轧之间的加热设备

连铸与连轧之间采用的加热设备，除了将连铸坯升温和均温到轧制温度外，另一作用是待轧时或事故时储存3～4块连铸坯，确保连铸机连续运行。

为了适应两台连铸机两流板坯向同一轧机输送的要求，粗轧机前与两流连铸机对应的两座辊底炉之间要设置过渡段，目前有水平横移式和旋转摆动式。过渡段的结构与常规炉子不同：既需要在电动机驱动下运动，运动完毕后要求定位准确，还需要锁定。运动前后要保持密封，各种能源介质管道和排烟管的连接不能受影响。粗轧和精轧之间CSP线设辊底炉或保温罩，ISP线设置有5个带卷位置的卷取和储存用炉。热处理炉的发展与节能

国外热处理炉的发展趋势：(1)以电能为热源的炉子增多，油和煤气为热源的热处理炉比例逐渐减少。(2)对产品表面质量的要求更为严格，可控气氛热处理炉仍占重要地位。(3)炉衬趋向使用轻质材料，在电阻炉上应用非金属炉用耐热构件和发热元件的比例逐渐增加。(4)微机和可编程序控制器的发展加速了热处理自动化，并有与其它工序组成全自动热处理线的趋势。1986年9月冶金部特钢热处理协调组对15个重点特钢厂的热处理炉进行过调查：台车式炉214台，罩式炉405台，井式炉53台，辊底式炉23台，连续式炉49台，其它炉型43台，可控气氛热处理炉占的比例不多。近10多年来由于从国外引进了许多可控气氛热处理炉，如：带钢连续式光亮退火生产线、气垫式铝材退火生产线、多用炉联合机组、连续渗碳炉、辊底式炉、网带式炉、罩式炉等等。3.1 辊底式热处理炉

轧钢厂中辊底式热处理炉的用途很广，既可用于棒线材、管材，也可用于板材。国内多数是明火加热，现代化轧钢厂生产的成品在热处理过程中不允许氧化和脱碳，必须在可控气氛下进行，采用辐射管间接加热或电加热。1986年以后北京钢铁设计研究总院设计投产的辊底式炉有15台，80年代后期大连钢厂引进的总长约98 m的电热辊底式炉，内宽2 000 mm,用于高速钢和轴承钢棒材的退火，用净化氮作可控气氛，露点≤-40 ℃，最高温度950 ℃，产量2 000 kg/h。国外有1台组成相同的盘卷均匀化及光亮退火辊底式炉，炉子总长95 m,炉膛截面1.7 m×2.2 m，2 t重的盘卷放在托盘上通过炉子，出炉卸料后，这些托盘又回到入口处。炉顶装有17个再循环风机。垂直安装的辐射管以通-断控制，加热段分14个控制区，最高退火温度850 ℃。在冷却段，可控气氛被抽出，送入外冷却器，然后喷吹到盘卷上。

这类炉子的特点：(1)真空锁气室。炉料进入后，抽真空到50～100 Pa，再引入可控气氛，将压力提高到约100 kPa，将出口门打开，炉料送到加热段。减少了炉气和热能的消耗，缩短了净化时间。(2)托盘返回的连续式炉，将托盘的导轨设计成上下两层，上层作为加热，下层作为返回。3.2 冷轧宽带钢连续退火作业线

1972年10月新日铁君津厂的连续退火精整加工线(CAPL)投产，可处理的最大钢卷重45 t，生产品种为CQ板、DQ板、DDQ板，带厚0.4～2 mm，带宽750～1 240 mm。带钢通过炉子的最高线速度为250 m/min，入口与出口段的最高线速度330 m/min，炉子的最大加热能力128 t/h，用含2% H2的N2基可控气氛喷吹冷却。炉子长度137 m,作业线全长294 m。这是世界上第一条连续退火作业线。1971年和1976年日本钢管在福山厂投产了两条连续退火作业线，称为CAL法。川崎制铁千叶厂1980年建成多功能KM-CAL作业线。处理的最大钢卷重21 t，生产品种除前面所提到的外，还有硬镀锡原板和软镀锡原板、电工钢板、双相钢板等。连续退火作业线，1990年世界上已投产32套，每年处理带钢超过2 000 万t；到1995年底世界上已建和正在建设的连续退火作业线约54条，每年处理的带钢已超过3 300万t，其中80年代末以后建设的连续退火作业线，年产量90万t以上的有10余条。上海宝钢引进了新日铁的CAPL技术，于1988年投产了一条连续退火作业线，可处理的最大钢卷重45 t，生产品种为CQ板(带厚0.5～2.0 mm)，DQ板、DDQ板(带厚0.5～1.6 mm)，带宽900～1 550 mm。带钢通过炉子的最高线速度为250 m/min，入口与出口段的最高线速度320 m/min，炉子的最大加热能力120 t/h,平均89 t/h,用含5% H2的N2基可控气氛喷吹冷却。3.3 连续热镀锌作业线

70年代武钢冷轧厂引进的连续热镀锌作业线，原料是冷轧低碳钢带，机组头尾最大速度180 m/min，炉子段最大速度150 m/min，带钢厚度0.25～2.5 mm,宽度700～1 530 mm,入口带卷最大为45 t，出口卷重15 t。镀层厚度150～600 g/m2，还可以处理酸洗后的热轧带钢。作业线年产量15万t，其中80%产品在850 ℃退火，30%在920 ℃退火，20%在710 ℃退火，炉子能力分别为28.5/23/34.5 t/h。用含20%～30% H2的N2基可控气氛，消耗量约300 m3/h。卧式炉内宽1 880 mm，总长146 200 mm，包括无氧化预热炉(有的称MOF，即微氧化炉)长度20 175 mm、还原炉长度62 000 mm,空气冷却-电加热补偿段长度60 300 mm；炉子区设备宽度为8 m,设备高度约9.6 m,以混合煤气为燃料，总耗量10 000 m3/h，无氧化预热炉的作用是除去轧制乳化剂，并使带钢表面微弱氧化，同时把带钢预热到550 ℃，炉温为1 150～1 250 ℃。带钢在还原炉退火，将钢表面氧化层还原成纯铁层为镀锌作准备。还原炉以辐射管加热。冷却补偿段内带钢温度冷却到镀前温度460 ℃，配置98根风冷管；燃料单耗是1 610～2 200 kJ/kg。

日本在这类卧式炉上采用了如下节能措施：(1)带钢进入无氧化预热炉前先进入对流型废气预热段(Convection type Waste-gas Preheating section)。再进入后燃段(After Buring section)和辐射型废气预热段(RWP)；无氧化预热炉出来的烟气以相反方向流动并在后燃段完全燃烧，再经过1台换热器后排放，预热后的空气分别送往后燃段和预热炉助燃。(2)加强入口的密封。(3)改进炉压控制和空燃比控制。(4)尽量减少水冷辊数量。(5)炉衬轻量化。(6)采用高动量烧嘴。(7)辐射管上采用高性能烧嘴、配置换热器、单耗最低可降到585 kJ/kg。

新日铁君津厂3号镀锌线首次使用立式炉。立式炉的优点：(1)节省了大量空间。(2)减少了炉辊用量和消耗。(3)提高了锌层粘着力。(4)改善钢带平整度和表面质量。(5)可控气氛中H2含量可降低到原先的30%，带钢对炉气的搅拌作用使炉气成分均一，有效促进了还原反应。(6)能耗降低15%。缺点是炉内检修困难，断带处理费事。德国克虏伯.赫施钢铁公司博切姆厂1992年5月投产的热镀锌线，总长度280 m,带钢厚度0.5～2.0 mm,宽度800～1 600 mm，炉子段最大速度200 m/min,750 ℃时最大能力为90 t/h。该立式退火炉的特点是：加热段和冷却段之间设有带钢张力松弛段；采用喷气快速冷却系统；快速冷却段后面设立过时效段；采用精密的气刀系统和3辊式带钢运行稳定系统，能沿带钢宽度范围内生产出镀层厚度5μm的锌层；气刀后面是镀层厚度测量系统。

近年来，普通热镀锌线还用于锌铝合金镀层(其中约含50%铝的称为Galfan,约含55%铝的称Galvalume)和锌-铁合金。后者在热镀后立即进行在线再退火，称热镀退火工艺。

3.4 不锈带钢连续热处理作业线

不锈带钢连续退火酸洗线使用辊底式牵引炉和悬索式炉；由太钢引进的悬索式炉没有炉内辊，带钢在炉内呈悬垂状态通过炉子，进料和出料门外侧各有石棉辊支托带钢，日新制钢周南厂生产SUS300、400系列的不锈带钢，厚度3～9 mm,宽度510～1 300 mm，炉内宽1 760 mm,在悬索式炉上的节能措施：(1)将原先各长13 m的3个炉段联成整体，增加了预热段并调整各段比例，有效炉长由39 000 mm增加到42 750 mm。(2)由4个排气口改成烟气集中在预热段末排除，增设换热器以预热助燃空气。(3)炉外辊成为炉内辊后，辊子用陶瓷纤维制作，炉辊下方设水冷挡板保护，挡板上敷设陶瓷纤维。炉子热效率由41.5%提高到59.1%。近年来带钢运行速度从80 m/s以下发展到≥100 m/s；要求带钢表面不能有缺陷，冷却时不能氧化；要适应多品种小批量生产等等。

1992年10月，日本金属工业衣浦制造工厂投产的2号连续退火酸洗线，生产SUS200、300、400、600系列的不锈带钢，带钢厚度0.2～2.0 mm,宽度600～1 300 mm，机组头尾速度5～150 m/min，炉子段速度5～100 m/min，带卷最大为30 t。为了防止炉辊带来的表面缺陷，退火炉的冷却段和盐槽都采用了气垫技术。

3.5 不锈带钢光亮退火作业线

光亮退火炉以立式炉为主，即带钢在一个垂直行程中完成加热和冷却过程；在此过程中带钢不与炉辊接触因而避免了表面划伤。为了得到光亮表面，必须采用纯度高的氢或分解氨气氛(含氧量≤5×10-6，露点≤-50～-70 ℃)；现代立式炉可以处理带钢厚度0.05～3.0 mm，宽度1 550 mm，机组头尾速度5～100 m/min，炉子段速度5～70 m/min。带卷最大为28 t。北京钢铁设计研究总院工业炉试验室1985年完成了一套立式炉的试验机组，1987年通过冶金部技术鉴定。处理带钢厚度0.05～0.5 mm，带钢宽度≤80 mm，运行速度0.5～5.0 m/min。为长城钢厂设计的厚度0.1～1.0 mm,宽度515 mm的立式炉也早已建成。3.6 强对流全氢罩式退火炉

近年来从国外引进了许多强对流全氢罩式退火炉，如本钢、鞍钢、攀钢、海南鹏达公司从LOI公司引进的HPH型罩式炉已有48个外罩、92个炉台。而大连钢厂、鞍钢、上海益昌薄板公司从Ebner公司引进的Hicon/H2型罩式炉约40座。

强对流全氢罩式退火炉的特点：(1)使用100%的氢和炉台上使用强对流循环通风机，防止带钢表面变色、脱碳和渗氮。(2)采用真空排气装置，缩短了放散时间并降低了残留氧的浓度。(3)炉台风机有2～3种速度，冷态启动用低速，100～150 ℃用中速，150～700 ℃用高速，700～750 ℃用中速，≥750 ℃用低速，可以减少电耗。(4)强制冷却罩，用水-空气冷却或仅用空气冷却。(5)采用计算机控制系统。

目前LOI公司和Ebner公司都已建立了全氢罩式炉的定型系列尺寸，料垛外径≤4 000 mm,料垛高度≤5 200 mm,料垛重量≤180 t。热耗≤550～630 kJ/kg，3耗氢量≤1.5～3.0 m/t,，电耗≤5.5～6.0 kWh/t。炉台通风机的额定能力已由55 000 m3/h提高到90 000 m3/h。长城特钢在90年代初引进了法国 强对流罩式退火炉，以净化氮加2%～5% H2为可控气氛，用于热轧和冷轧盘卷的光亮退火。线径5～22 mm，盘卷外径1 300 mm，高250 mm。料垛外径4 000 mm，高3 900 mm，总装入量约30 t。燃料是天然气，用双层内罩。炉台风机的风量100 000 m3/h。大连钢厂引进了Ebner技术的强对流电热罩式退火炉，以净化氮加丙烷为可控气氛，用于热轧盘卷的光亮退火。线径8～26 mm，盘卷外径1 200 mm。料垛外径3 800 mm,高2 300 mm，总装入量约30 t。用双层内罩，炉台风机的转速1 000-750-500 r/min，功率70-35-16 kW。这两座炉子在国内都是首例。蓄热式烧嘴

蓄热式烧嘴是80年代初英国的Hot Work公司和英国煤气公司合作开发的，称为RCB型烧嘴(Regenerative Ceramic Burner)。1996年10月已有约1 000套烧嘴在使用，1984年Avesta Sheffild公司用于不锈带钢退火炉加热段的一侧炉墙上，装了9对，单耗为1.05 GJ/t。虽然是单侧供热，带钢温度差是±5 ℃。1988年Rotherham Engineering Steels公司在产量175 t/h的大方坯步进梁式炉上装了32对RCB烧嘴，600 ℃热装时单耗0.7 GJ/t，炉内温度差±3 ℃。其

-6缺点是NOX值高达500×10。日本中外炉公司1993年引进此项技术后，将蓄热器和烧嘴组成一体并采用两阶段燃烧以期降低NOX值。上述型式的烧嘴其原理与炼钢平炉相同，需要成对安装与交替使用；也需要换向设备(切换阀和控制阀以及定时器)，即每隔20～30 s切换一次。另一家炉子公司开发了RRX型(Rotary Regenerative Combustion System,即回转蓄热式燃烧法)烧嘴，烧嘴本身配置高效率热交换器，可以连续燃烧。蓄热式热交换器有蓄热体固定式和蓄热体运动式两大类，前者是烟气和空气(煤气)交替流过静止不动的蓄热体，如RCB型、FDI型；后者是烟气和空气的流动状态都固定不变而蓄热体在其间转动或移动，如RRX型。

北科大和常熟市喷嘴厂合作在室式锻造炉上使用重油蓄热式烧嘴已获得成功。1.3 m2的炉子装了一对蓄热式烧嘴，冷炉升温到1 200 ℃需20～25 min，烟气温度1 100～1 200 ℃，排烟温度100～150 ℃，空气预热温度～1 000 ℃，金属加热热效率42.06%。从冷炉点火至1 250 ℃每吨锻件单耗88.4 kg油，而一般锻造炉是350～450 kg/t。天津机械部五院开发的烧嘴以氧化铝陶瓷体为蓄热介质，也是成对使用，这两种烧嘴都已取得国家专利。北岛公司的侯长连等开发的蓄热式燃烧系统，在管路上串接五通切换阀，可以实现空气煤气同时预热。该系统已在包头、韶关、抚顺等地的加热炉上应用，也取得了国家专利。计算机在轧钢加热炉上的应用

随着控制计算机的出现，产生了拟定并保持最佳热工制度的想法，既对单座炉子进行自动化控制(即所谓基础自动化)，也对整条生产线进行控制(即过程自动化)。基础自动化的主要项目：(1)坯料的炉内跟踪、自动输送控制；(2)各种生产工艺操作所必须的热工参数检测；(3)各种经济核算、生产技术管理所必须的计量仪表；(4)燃烧控制；(5)烟气残氧控制；(6)炉膛压力控制；(7)生产过程的各种顺序控制。过程自动化的主要项目(1)过程监控、数据采集、报表打印等；(2)满足生产操作要求的工艺控制数学模型；(3)钢坯温度预报、加热节奏和调度控制等；(4)与车间生产管理系统通信和联网。

对整条生产线进行控制(即所谓过程自动化)时，步进式加热炉的过程控制计算机从上位计算机接受各项坯料的信息并对炉子的电控系统和仪表控制系统发送各种指令。其功能包括坯料炉内跟踪、坯料运行控制、燃烧过程控制、操作监控和收集生产实况记录等。从装料开始到出料止的坯料运行过程由过程控制计算机控制。坯料跟踪功能中要重点防止不合格坯料的混入。燃烧过程控制已经几乎完全自动化；操作管理和质量管理方面，由过程计算机收集各项实际数据，和上位计算机的综合技术管理系统联系起来；目前加热炉的最佳控制还处在发展阶段，实践中有许多问题需要进一步研究解决。

作者简介：戎宗义，男，66岁，教授。1952年毕业于东北工学院压力加工系。从事工业炉设计。

作者单位：(北京钢铁设计研究总院工业炉室，北京 100053)