中文名:工業窯爐，又稱周期窯特點:間歇生產的窯爐，如室窯、臺車窯、立窯等。工業窯爐、不同類型的窯爐、可控氣氛窯爐、高聳窯爐、無芯感應窯爐、火焰窯爐、電窯爐和工業窯爐的歷史在人類進步中發揮了非常重要的作用。商代中國出現了比較完善的煉銅窯，窯溫1200℃，內徑0.8m..春秋戰國時期，人們在熔銅爐的基礎上進壹步掌握了提高爐溫的技術，從而生產出鑄鐵。1794年，世界上出現了冶煉鑄鐵的直管式爐。後來在1864年，法國人馬丁利用英國西門子公司的蓄熱式窯爐原理，建造了第壹座用氣體燃料加熱的煉鋼平窯。他利用蓄熱室對空氣和煤氣進行高溫預熱，從而保證煉鋼所需的1600℃以上的溫度。1900左右，電力供應逐漸充足，各種電阻爐、電弧爐、有芯感應爐開始使用。20世紀50年代，無芯感應爐迅速發展。後來出現了電子束窯，利用電子束沖擊固體燃料，可以強化表面加熱，熔化高熔點材料。用於鍛造加熱的爐最初是手鍛爐，其工作空間是壹個充滿煤的凹形槽，從槽的下部供給燃燒用的空氣，將工件埋在煤中加熱。這種窯爐熱效率低，加熱質量差，只能加熱小工件。後來又發展為半封閉或全封閉的窯膛用耐火磚制成的室窯，可以用煤、氣或油作燃料或用電作熱源，工件在窯膛內加熱。為了便於加熱大型工件，出現了適合加熱鋼錠和鋼坯的臺車式爐，還出現了加熱長棒材的井式爐。20世紀20年代以後，出現了各種機械化、自動化的窯型，可以提高窯的生產率，改善工作條件。隨著燃料資源的開發和燃料轉換技術的進步，工業窯爐的燃料逐漸由塊煤、焦炭、煤粉等固體燃料向發生爐煤氣、城市煤氣、天然氣、柴油、燃料油等氣體和液體燃料轉變，並開發出了與所用燃料相適應的各種燃燒裝置。工業窯爐的結構、加熱技術、溫度控制和氣氛將直接影響加工產品的質量。在鍛造加熱爐中，提高金屬的加熱溫度可以降低變形抗力，但過高的溫度會引起晶粒長大、氧化或過熱，嚴重影響工件質量。在熱處理過程中，如果將鋼加熱到臨界溫度以上，然後突然冷卻，可以提高鋼的硬度和強度；如果將其加熱到臨界溫度以下的某壹點，然後緩慢冷卻，可以降低鋼的硬度，提高韌性。為了獲得尺寸準確、表面光滑的工件，或者為了減少金屬氧化保護模具，減少加工余量，可以使用各種少氧化加熱爐。在氧化加熱少的明焰爐中，燃料不完全燃燒產生還原性氣體，加熱工件可使氧化損失率降至0.3%以下。不同類型的窯爐控制氣氛窯爐控制氣氛窯爐利用人工配制的氣氛，可用於氣體滲碳、碳氮共滲、光亮淬火、正火、退火等熱處理，達到改變工件金相組織、提高機械性能的目的。在流化粒子窯中，從外部施加的燃料或其它流化劑的燃燒氣體強制流過窯床上的石墨粒子或其它惰性粒子層，工件可以埋在粒子層中實現強化加熱，也可以進行滲碳、滲氮等各種非氧化加熱。在鹽浴窯中，使用熔鹽作為加熱介質可以防止工件氧化脫碳。田沖窯冶煉鑄鐵常受焦炭質量、送風方式、窯料情況和風溫的影響，難以穩定冶煉過程和獲得優質鐵水。熱風爐能有效提高鐵水溫度，減少合金燒損，降低鐵水氧化率，從而生產出高品位鑄鐵。無芯感應窯爐隨著無芯感應窯爐的出現，田沖窯爐有逐漸被取代的趨勢。這種感應爐的冶煉工作不受任何牌號鑄鐵的限制，可以從冶煉壹個牌號的鑄鐵快速切換到冶煉另壹個牌號的鑄鐵，有利於提高鐵水質量。壹些特殊合金鋼，如超低碳不銹鋼、軋輥用鋼、汽輪機轉子用鋼等，需要在精煉爐中通過真空脫氣和氬氣攪拌來精煉高純度、大容量的鋼水。火焰窯火焰窯燃料來源廣，價格低，便於因地制宜采用不同結構，有利於降低生產成本。然而，火焰窯難以實現精確控制，造成環境汙染嚴重，熱效率低。電窯電窯的特點是窯溫均勻，易於自動控制，加熱質量好。根據能量轉換方式，電爐可分為電阻爐、感應爐和電弧爐。以單位時間和單位窯底面積計算的窯的加熱能力稱為窯生產率。氣體為液化氣、天然氣、焦窯氣、城市煤氣、回轉窯氣、混合氣、發生爐窯氣、高窯氣等。工業窯爐是工業生產中利用燃料燃燒或電能轉化的熱量來加熱物料或工件的熱工設備。廣義上來說，壺窯也是工業窯爐，但不包括在工業窯爐內。有高聳窯、感應窯、電阻窯、電弧窯、真空窯、平窯、坩堝窯等。用於熔化金屬。有烘烤砂型的砂幹燥窯、鐵合金幹燥窯和鑄件退火窯等。鍛造車間有各種鍛造前加熱鋼錠或鋼坯的加熱爐和鍛造後消除應力的熱處理爐；在金屬熱處理車間，有各種熱處理爐，進行退火、正火、淬火、回火，提高工件的機械性能；焊接車間有焊前預熱爐和焊後回火爐用於焊接件；在粉末冶金車間裏，有用於燒結金屬的加熱窯。適用於其他行業，如冶金行業的金屬熔煉爐、礦石燒結爐和煉焦爐；石油工業中的蒸餾窯和裂解窯；氣體工業的發生爐；矽酸鹽工業中的水泥窯和玻璃熔化及退火窯；食品工業中的烘焙窯等。氣體工業窯爐工業窯爐按加熱方式分為兩種:壹種是火焰窯爐(或燃料窯爐)，利用窯爐內固體、液體或氣體燃料的燃燒熱來加熱工件；第二種是電窯，電能轉化為熱能進行加熱。室焰窯的工作室稱為窯膛，由窯底、窯壁和窯頂組成。用作或時，窯底結構有多種類型，可稱為車底窯、推板窯、步進窯、輥道窯、鏈窯、環窯等。用於熔煉(例如銅熔煉)的火焰爐的底部是用於儲存熔融金屬的凹形熔池。熔池的形狀為矩形、圓形或橢圓形。熔池底部有壹個液態金屬出口。窯墻上有窯門、窺視孔和出渣口。窯頂結構有拱頂和頂棚兩種。前者用於寬度較小的爐子，後者用於寬度較大的爐子。在高溫火焰爐中，火焰直接進入爐膛。如果用塊煤做燃料，就要單獨設置壹個固體燃料的燃燒室，火焰會越過火山口進入爐膛。如果使用煤粉、煤氣或燃油作為燃料，則需要燃燒器。回轉窯回轉窯或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裝原料的焙燒、揮發、分凝和幹燥。回轉窯的窯體為圓筒形，由厚鋼板制成，內襯耐火材料。窯體水平安裝在支架的輥子上，略微傾斜(4 ~ 6%)。窯體的長徑比在12:1和30:1之間。運行時，窯體勻速旋轉。由於窯體的傾斜和旋轉，窯料逐漸由高向低移動。窯料在運動中逐漸升溫，物理化學變化依次發生。回轉窯的溫度壹般控制在窯料熔點以下。電窯電窯是壹種利用電熱效應提供熱量的冶金窯爐——申光電窯。電窯設備通常是完整的，包括電窯體、電氣設備(電窯變壓器、整流器、變頻器等。)、開關、輔助電器(扼流圈、補償電容器等。)、真空設備、檢測和控制儀表(電氣儀表、熱工儀表等。)、自動調節系統、窯爐的機械設備(進出料機械、窯體傾動裝置等。).大型電爐的動力設備和檢測控制儀表壹般都集中在電爐的供電室。與燃油窯相比，電窯的優點是:窯內氣氛容易控制，甚至可以抽真空；物料受熱快，加熱溫度高，溫度容易控制；生產過程易於實現機械化和自動化；良好的勞動衛生條件；熱效率高；產品質量好等。檢測控制儀以單位時間和單位窯底面積計算的工業窯爐的加熱能力稱為窯爐生產率。窯的升溫速度越快，窯的裝載量越大，窯的生產率越高。壹般來說，窯的生產率越高，每公斤物料的單位熱耗越低。因此，為了降低能耗，要滿負荷生產，盡可能提高窯的生產率，同時自動調節燃料和助燃空氣到燃燒裝置的比例，防止空氣過剩或不足。此外，還要減少窯墻的蓄熱散熱損失、水冷部件的熱損失、各種開口的輻射熱損失以及從窯煙氣中帶走的熱損失。金屬或材料受熱時吸收的熱量與供給窯爐的熱量之比稱為窯爐的熱效率。連續窯的熱效率比間歇窯高，因為連續窯生產率高，連續工作，窯的加熱系統處於穩定狀態，不存在窯壁的周期性蓄熱損失。還有，由於窯膛內有壹段預熱窯料，煙氣的部分余熱被入窯的冷工件吸收，降低了出窯煙氣的溫度。提高窯爐熱效率的基本措施是:充分提高燃燒效率，強化對工件的傳熱；盡可能連續生產和滿負荷工作；設置預熱器預熱空氣和煤氣，回收煙氣余熱；采用低比熱容、低導熱系數的耐火材料，減少窯墻的蓄熱和散熱損失。為了保持窯爐溫度恒定，實現規定的升溫速率，除了根據工藝要求、預熱器和窯具的類型、燃料和燃燒裝置的類型、工業窯爐的排煙方式等確定優良的窯爐結構外，還需要通過各種控制單元調節燃料和助燃空氣或電力等可控變量，實現窯爐溫度、窯爐氣氛或窯爐壓力的自動控制。高檔工業產品對窯內溫度場的均勻性要求高，對燃燒氣氛的穩定性和可控性要求高，采用傳統的連續燃燒控制無法實現。隨著寬斷面、大容量工業窯爐的出現，必須采用脈沖燃燒控制技術來控制窯內溫度場的均勻性。窯爐高溫塗料是使恒溫電阻達到窯爐高溫，耐溫性能要提高到1800℃，具有耐高溫、塗層工作穩定、耐高溫耐火、耐腐蝕、抗氧化、耐火、隔熱節能、工業生產窯爐持續耐磨、抗沖擊等性能。具體高溫漆如下:窯爐高溫隔熱漆，采用特殊高溫溶液，可達1800℃，可長時間在火焰前直接燒烤。塗層的導熱系數僅為0.03W/m.K，能有效抑制和阻止紅外輻射和熱傳導。隔熱的抑制效率可達90%左右，可抑制高溫物體的熱輻射和熱傳導損失。絕緣、耐壓、固化後可以再加工，刷不規則物體方便。功能塗層可以直接塗在物體上幾毫米。窯用耐高溫防腐塗料可達1700℃。該功能塗料能在高溫氣體(煙氣)、火災和高溫液體(海水和汙水)中保護基體不受腐蝕、氧化和密封保護。塗層具有高穩定性和耐磨性，在高溫環境下會與其他活性分子發生反應，使用壽命長。窯用耐磨防水塗料耐溫高達600℃，主要成分為純剛玉，常溫強度可達210 MPa以上。該功能塗料可以薄層塗覆，可用於工業、冶金、采礦、建築、交通、醫藥、輕工等。在氣蝕摩擦、硬度摩擦和沖擊摩擦中不發粘。此外，該功能塗料耐酸堿、防水、附著力好。本發明具有耐高溫1700℃的優點，防水密封性能好，塗刷方便，使用壽命長，耐酸堿，抗老化，自潔，耐磨，能很好的保護基材不受水、液體、蒸汽的腐蝕，延長基材的使用壽命。該高溫密封功能塗料可直接塗刷在高溫煙道、煙囪、混凝土、各種金屬、纖維表面、保溫磚等。窯爐煙氣防腐塗料可用於長期防腐:具有優異的耐腐蝕性，對煙氣中的H2S等介質具有耐腐蝕性。與傳統的玻璃鱗片防腐功能塗料相比，具有更好的延展性和牢固的附著力。超強附著力:塗層對基材有很強的附著力。功能塗層組合物中所含的金屬氧化物納米材料和稀土氧化物超細粉末有助於塗層形成致密的界面過渡層，使其綜合熱力學性能與基體相匹配。耐高溫:該產品的基料和填料由耐高溫無機材料組成，塗層的防煙塗層可耐600℃。壹種耐高溫透明防腐隔熱窯爐塗料，由高純矽酸鹽溶液和超細無機金屬氧化物組成。耐溫性可達1700℃，常溫和高溫下功能塗料完全透明，無任何揮發性氣味。塗上功能漆後，不會影響物體原有的顏色。該功能塗料塗在無機材料基體上後能與物體表面形成互穿網絡結構，附著力好，透明功能塗料具有壹定的隔熱和阻燃性。窯爐耐高溫遠紅外輻射塗料是壹種耐高溫(溫度可達1700℃)、發射率強(0.95)、耐腐蝕、高耐磨的特種功能節能功能塗料。通過功能塗料塗覆紅外輻射，改善爐內熱交換，提高爐內溫度場強度和均勻性，使燃料燃燒更充分，從而提高熱效率，大大提高耐火材料的熱效率，降低能耗，節約能源，延長爐襯使用壽命。窯爐耐高溫無機膠粘塗料是具有自主知識產權的新產品。耐溫性可達1800℃，耐高溫無機膠粘劑附著力強，對金屬基體無腐蝕性，在高溫下能保持良好的附著力和耐腐蝕性，使用壽命長。窯用陶瓷絕緣漆耐高溫，溫度可達1700℃，能承受強電場而不被擊穿。高溫絕緣塗料塗層具有較高的機械強度和良好的化學穩定性，並能耐老化、耐水和耐化學腐蝕。同時還具有抗機械沖擊和抗熱沖擊的能力。脈沖燃燒控制是壹種間歇燃燒方式，利用脈寬調制技術，通過調節燃燒時間的占空比(通斷比)來實現對窯爐的溫度控制。可以通過壓力調節預設燃料流量，燃燒器壹旦工作，就會處於滿負荷狀態，保證燃燒器的出氣速度不會發生變化。當需要升溫時，延長燃燒器的燃燒時間，減少間歇時間；當需要冷卻時，燃燒器的燃燒時間減少，間歇時間延長。脈沖燃燒控制的主要優點是傳熱效率高，大大降低能耗。可以改善窯內溫度場的均勻性。無需在線調整即可實現燃燒氣氛的精確控制。可以提高燃燒器的負荷調節比。該系統簡單可靠，成本低廉。減少氮氧化合物的產生。普通燃燒器的調節比壹般在1: 4左右。燃燒器滿負荷工作時，燃氣流量、火焰形狀和熱效率都能達到最佳狀態。而當燃燒器流量接近其最小流量時，熱負荷最小，燃氣流量大大降低，火焰形狀達不到要求，熱效率急劇下降。當高速燃燒器在50%全負荷流量以下工作時，上述指標與設計要求相差甚遠。脈沖燃燒不是這種情況。在任何情況下，燃燒器只有兩種工作狀態，壹種是滿負荷工作，壹種是不工作，只通過調節兩種狀態的時間比來調節溫度。因此，脈沖燃燒可以彌補燃燒器調節比低的缺陷，在需要低溫控制時，燃燒器仍能工作在最佳燃燒狀態。使用高速燃燒器時，氣體噴射速度快，使周圍形成負壓，使窯內大量煙氣被吸入主氣中，充分攪拌混合，延長了煙氣在窯內的滯留時間，增加了煙氣與產品的接觸時間，從而提高了對流熱效率。另外，窯內煙氣與氣體充分攪拌混合，使氣體溫度接近窯內溫度，提高了窯內溫度場的均勻性，減少了高溫氣體對被加熱物體的直接熱沖擊。脈沖燃燒控制技術廣泛應用於工業窯爐行業，它由高速燃燒器和工業窯爐控制系統兩部分組成。脈沖燃燒技術用於完成工業窯爐的加熱和溫度控制。對於燃氣窯爐，內部溫度場和溫度波浪力為2°C，對於燃料(柴油)窯爐，內部溫度場和溫度波動為3°C，對於以重柴油為燃料的窯爐效果較好。當普通燃燒器內部溫度低於燃料自燃溫度時，燃料中斷後燃燒器火焰會立即熄滅，不會繼續燃燒，不會影響窯內溫度，從而解決熄火問題。采用當今最先進的霧化技術——氣泡霧化技術，使燃燒器的霧化效果更好，使用的霧化介質更少。以前燒輕柴油的窯，現在可以燒重柴油了。在實際應用過程中，采用普通脈寬調制方式調節燃燒占空比時，當占空比接近0%或100%時，間歇或燃燒的時間過短，現場運行效果不理想，所以我們引入最小時間的概念，將間歇和燃燒的最小時間設定為3秒，當占空比接近0%或100%時，延長相應的燃燒和間歇時間。脈沖燃燒作為壹種新技術，具有廣闊的應用前景，可廣泛應用於陶瓷、冶金、石化等行業。它將在提高產品質量、降低燃料消耗和減少汙染方面發揮重要作用。它是工業窯爐行業自動控制的壹次創新，將成為未來工業窯爐燃燒技術的發展方向。