工业炉过程控制

工业炉是在工业生产中,利用燃料燃烧或电能转化的热量,将物料或工件加热的热工设备。广义地说,锅炉也是一种工业炉,但习惯上人们不把它包括在工业炉范围内。

工业炉的主要组成部分有:工业炉砌体、工业炉排烟系统、工业炉预热器和工业炉燃烧装置等。机械工业应用的工业炉有多种类型,在铸造车间,有熔炼金属的冲天炉、感应炉、电阻炉、电弧炉、真空炉、平炉、坩埚炉等；有烘烤砂型的砂型干燥炉、铁合金烘炉和铸件退火炉等；在锻压车间,有对钢锭或钢坯进行锻前加热的各种加热炉,和锻后消除应力的热处理炉；在金属热处理车间,有改善工件机械性能的各种退火、正火、淬火和回火的热处理炉；在焊接车间,有焊件的焊前预热炉和焊后回火炉；在粉末冶金车间有烧结金属的加热炉等。

工业炉还广泛应用于其他工业,如冶金工业的金属熔炼炉、矿石烧结炉和炼焦炉；石油工业的蒸馏炉和裂化炉；煤气工业的发生炉；硅酸盐工业的水泥窑和玻璃熔化、玻璃退火炉；食品工业的烘烤炉等。

工业炉的创造和发展对人类进步起着十分重要的作用。中国在商代出现了较为完善的炼铜炉,炉温达到1200℃,炉子内径达0.8米。在春秋战国时期,人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术,从而生产出了铸铁。

1794年,世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。后到1864年,法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理,建造了用气体燃料加热的第一台炼钢平炉。他利用蓄热室对空气和煤气进行高温预热,从而保证了炼钢所需的1600℃以上的温度。1900年前后,电能供应逐渐充足,开始使用各种电阻炉、电弧炉和有芯感应炉。

二十世纪50年代,无芯感应炉得到迅速发展。后来又出现了电子束炉,利用电子束来冲击固态燃料,能强化表面加热和熔化高熔点的材料。

用于锻造加热的炉子最早是手锻炉,其工作空间是一个凹形槽,槽内填入煤炭,燃烧用的空气由槽的下部供入,工件埋在煤炭里加热。这种炉子的热效率很低,加热质量也不好,而且只能加热小型工件,以后发展为用耐火砖砌成的半封闭或全封闭炉膛的室式炉,可以用煤,煤气或油作为燃料,也可用电作为热源,工件放在炉膛里加热。