近20年(nián)國內(nèi)研製及引進具有先(xiān)進水平的少、無氧(yǎng)化加熱爐,如(rú)真空爐、保護氣氛爐、可控氣氛爐、離子滲氮爐等占比例(lì)不足20%,盡管如此,這些先進加熱設備由於管理和操作者的素質不高(gāo),並未充(chōng)分發揮設備應有作用。
因此,對熱處(chù)理加熱爐技術改造(zào)勢(shì)在必行(háng)。要推廣新技術(shù)、開發新工藝材(cái)料、培訓(xùn)職工提高行業員工素質。熱處理工藝裝備的更新工作亦相當繁重(chóng),在推廣采用新型的真空加(jiā)熱(rè)設備和保護氣氛、可控氣氛加熱設備的同時,對傳統的現役老舊加熱設備進行技術改造同樣(yàng)重要。選擇切實(shí)可行有實用方案和技術改造(zào)措施,加以推廣,可(kě)為企業和國家創造可觀的財富。
天然氣是最佳能源合理選擇能源是熱(rè)處理設(shè)備(bèi)節能要考慮的首要(yào)問題(tí)。熱處(chù)理的能源一般可分為電能和燃料兩大類。用電或用燃料,以及(jí)用何種(zhǒng)燃料取決於生產成本,能源供應條件,操作與(yǔ)控製的難易(yì)程度、可靠性,熱處理工藝的特性和對生態環(huán)境影響等綜合(hé)因素。
天然氣是最佳能源合理選擇能源是熱(rè)處理設(shè)備(bèi)節能要考慮的首要(yào)問題(tí)。熱處(chù)理的能源一般可分為電能和燃料兩大類。用電或用燃料,以及(jí)用何種(zhǒng)燃料取決於生產成本,能源供應條件,操作與(yǔ)控製的難易(yì)程度、可靠性,熱處理工藝的特性和對生態環(huán)境影響等綜合(hé)因素。
電加熱幹淨,溫度易控製,輔助設施少,操作簡便(biàn)是其優點(diǎn)。用電阻爐加熱理論上可獲得70%~~80%的熱利用率,但電是二次能源,考慮到發電的效(xiào)率,電阻爐的(de)綜合熱利用率不超過30%。電能價格高(gāo),從而生產成本也高。由於科(kē)學技術的發(fā)展,水電和核電比重的增加,在國際上電能的價格有相對降低的趨向,所以,當前國際上(shàng)的動向還是采(cǎi)用電能(néng)的比重逐步增加。
用燃料比用電便宜,但其(qí)燃燒(shāo)過程較為複雜,同時(shí)用燃料比(bǐ)用電會造(zào)成較多的環境汙染。但隨著控(kòng)製技術的進(jìn)步,使氣代電和液體燃料爐溫度實現精確控製成為可能。
天燃氣(qì)是一次能源,熱處理爐除直接燃燒可獲得(dé)至少30%的熱效率外,煙道氣廢熱還可用來預熱燃燒,用(yòng)空氣、回火(huǒ)爐加熱、清洗(xǐ)液和淬火(huǒ)油的加熱(rè)以(yǐ)及其他生活用途,使絕對的熱利用率可達到80%以上。目前,先(xiān)進工業(yè)國家的熱處理燃料爐占有(yǒu)相當比重。
據調查(chá),西歐國家熱處理用(yòng)燃料爐的比重占20%~30%,美國占(zhàn)25.5%,而日本燃料(liào)爐主要用重油、煤油、液化氣和城市煤氣總共(gòng)占61.4%。
近10年來,我國(guó)天燃資源勘探有重大突破。將為(wéi)熱處理行(háng)業(yè)創造非常便利的用氣條件。廣大企業應(yīng)看到熱處理能源變化的這種有利前景,在熱處理生產技術改造(zào)和設備的更新中充分地考慮和利用。
圓形爐節能效果明顯企業通常是從工藝要求、工件(jiàn)形狀和尺寸、生產批量出發來選擇爐型。從熱處(chù)理能源利用角度看,要考慮加熱爐的效率,密封性和爐(lú)子外形。當工件批(pī)量大、品(pǐn)種單一時,應(yīng)采用(yòng)連續式爐。在相同爐膛容積下,圓(柱(zhù))形爐比方形爐節能效果明顯。
降低熱(rè)損失的(de)有(yǒu)效(xiào)方法
減少加熱設(shè)備的熱損失是提高加熱(rè)效率的主要途(tú)徑。減少加熱爐熱損失的方法有:
減少爐壁(bì)散熱,提高(gāo)爐襯(chèn)材料的隔熱能力和減少其蓄熱量(liàng),增加爐密封性、減少傳動件和料筐、料盤帶走的熱量(liàng)等。
1.減少加熱(rè)爐(lú)的散熱量的(de)有(yǒu)效方法首先是(shì)減少爐子的表麵積(jī)。當其他條件相同時,爐子的散熱損失(shī)和爐壁(bì)表麵積成正比。圓柱形爐的外表麵比箱型爐小近14%,外壁溫度低10℃,可使爐壁散熱約減少20%,爐襯蓄熱減少,使被處理(lǐ)工件的單位能耗降低7%。
因此,目(mù)前最新式的周期式和(hé)連續式(shì)加熱爐都改成了圓柱形。
2.減少爐襯蓄(xù)熱的方法是采用質量(liàng)熱容和密度小的絕熱耐火材料。陶瓷纖維俗稱矽酸鋁纖維,是一種理(lǐ)想的新型節能耐火材(cái)料。由於陶瓷纖維的導熱率小,在同樣爐膛和爐襯尺寸,相同爐溫的情況下(xià),爐外壁溫度(dù)要比(bǐ)重質磚和輕質耐火磚低得多。陶瓷纖維爐(lú)襯的升溫時間僅為輕質火磚和粘土(tǔ)爐襯的(de)升溫(wēn)時間(jiān)五分之一到六分(fèn)之一。當加熱爐經常為斷續運轉時,采用(yòng)陶瓷纖(xiān)維煽動襯顯然是特別有利的。一方麵(miàn)爐子(zǐ)的快速升溫,縮(suō)短了輔助時間,另一方麵大量降低蓄熱、顯著減少了能源消耗。采用陶瓷纖(xiān)維爐襯使空爐升溫時間減少六分之一,節約燃料50%。
3.對各種類型的(de)加熱爐,用在加熱夾層、料盤,料筐所需的熱能比重為18%~29%。所以減輕(qīng)夾具(jù),料盤重量對於提高加熱效率有重要意義。減少重量(liàng)的途徑之一(yī)是改善夾具,料盤(pán)的結構;之二是(shì)合理選用材料。實踐證明,用優質耐熱(rè)鋼製(zhì)造夾具和料盤從延長使用壽命和節能(néng)意義上是合算的。例如(rú)日本日立建築機械廠改進了密封箱式爐(lú)的料盤結構(gòu),減輕了重量(liàng),使從原來每盤裝200個軸類(lèi)件增加到每盤裝(zhuāng)300個,可節電20%。節約丙烷500kg。美國(guó)TRW公司對在(zài)真空熱處理的工件和料盤(pán)的重量比,經改進(jìn)後達到300%。
該廠過去用的料盤和立柱共(gòng)重630kg,改用鉬棒製造後僅生225kg,並使整(zhěng)盤料的加熱時間由(yóu)8h減為6h。
連續式爐的輸送帶自爐中轉出後在大氣中繞多周冷卻後,再進(jìn)入爐中加熱。減輕輸送重量,即可節約加熱輸送帶上的大量熱能。從這個意義上看,振底式爐、輥底式爐和(hé)網帶(dài)式爐比鏈板式爐在節能方麵優越。
廢熱可充分利用(yòng)使用各種燃料的燃料爐的(de)廢熱利用的(de)潛(qián)力很大(dà)。從爐中排出的廢氣溫度比爐(lú)子(zǐ)指示溫(wēn)度至少(shǎo)要高50℃。最後排出的廢氣溫(wēn)度(dù)愈高,爐子的熱損失愈大。
燃料過程需要大量空氣(qì),利用燃料廢氣熱量來預熱空氣是燃燒爐的最大節能措施。例如廢氣溫度為(wéi)900℃時,空氣燃料比為1:4。廢氣帶走(zǒu)的熱損(sǔn)失率為50%。如果用此廢氣(qì)把空氣預熱到250℃,可節約15%的燃料,使(shǐ)22%的廢氣熱量得到回收。由此可知,空氣預熱溫度愈高、燃料節約率也愈大。
用燃料比用電便宜,但其(qí)燃燒(shāo)過程較為複雜,同時(shí)用燃料比(bǐ)用電會造(zào)成較多的環境汙染。但隨著控(kòng)製技術的進(jìn)步,使氣代電和液體燃料爐溫度實現精確控製成為可能。
天燃氣(qì)是一次能源,熱處理爐除直接燃燒可獲得(dé)至少30%的熱效率外,煙道氣廢熱還可用來預熱燃燒,用(yòng)空氣、回火(huǒ)爐加熱、清洗(xǐ)液和淬火(huǒ)油的加熱(rè)以(yǐ)及其他生活用途,使絕對的熱利用率可達到80%以上。目前,先(xiān)進工業(yè)國家的熱處理燃料爐占有(yǒu)相當比重。
據調查(chá),西歐國家熱處理用(yòng)燃料爐的比重占20%~30%,美國占(zhàn)25.5%,而日本燃料(liào)爐主要用重油、煤油、液化氣和城市煤氣總共(gòng)占61.4%。
近10年來,我國(guó)天燃資源勘探有重大突破。將為(wéi)熱處理行(háng)業(yè)創造非常便利的用氣條件。廣大企業應(yīng)看到熱處理能源變化的這種有利前景,在熱處理生產技術改造(zào)和設備的更新中充分地考慮和利用。
圓形爐節能效果明顯企業通常是從工藝要求、工件(jiàn)形狀和尺寸、生產批量出發來選擇爐型。從熱處(chù)理能源利用角度看,要考慮加熱爐的效率,密封性和爐(lú)子外形。當工件批(pī)量大、品(pǐn)種單一時,應(yīng)采用(yòng)連續式爐。在相同爐膛容積下,圓(柱(zhù))形爐比方形爐節能效果明顯。
降低熱(rè)損失的(de)有(yǒu)效(xiào)方法
減少加熱設(shè)備的熱損失是提高加熱(rè)效率的主要途(tú)徑。減少加熱爐熱損失的方法有:
減少爐壁(bì)散熱,提高(gāo)爐襯(chèn)材料的隔熱能力和減少其蓄熱量(liàng),增加爐密封性、減少傳動件和料筐、料盤帶走的熱量(liàng)等。
1.減少加熱(rè)爐(lú)的散熱量的(de)有(yǒu)效方法首先是(shì)減少爐子的表麵積(jī)。當其他條件相同時,爐子的散熱損失(shī)和爐壁(bì)表麵積成正比。圓柱形爐的外表麵比箱型爐小近14%,外壁溫度低10℃,可使爐壁散熱約減少20%,爐襯蓄熱減少,使被處理(lǐ)工件的單位能耗降低7%。
因此,目(mù)前最新式的周期式和(hé)連續式(shì)加熱爐都改成了圓柱形。
2.減少爐襯蓄(xù)熱的方法是采用質量(liàng)熱容和密度小的絕熱耐火材料。陶瓷纖維俗稱矽酸鋁纖維,是一種理(lǐ)想的新型節能耐火材(cái)料。由於陶瓷纖維的導熱率小,在同樣爐膛和爐襯尺寸,相同爐溫的情況下(xià),爐外壁溫度(dù)要比(bǐ)重質磚和輕質耐火磚低得多。陶瓷纖維爐(lú)襯的升溫時間僅為輕質火磚和粘土(tǔ)爐襯的(de)升溫(wēn)時間(jiān)五分之一到六分(fèn)之一。當加熱爐經常為斷續運轉時,采用(yòng)陶瓷纖(xiān)維煽動襯顯然是特別有利的。一方麵(miàn)爐子(zǐ)的快速升溫,縮(suō)短了輔助時間,另一方麵大量降低蓄熱、顯著減少了能源消耗。采用陶瓷纖(xiān)維爐襯使空爐升溫時間減少六分之一,節約燃料50%。
3.對各種類型的(de)加熱爐,用在加熱夾層、料盤,料筐所需的熱能比重為18%~29%。所以減輕(qīng)夾具(jù),料盤重量對於提高加熱效率有重要意義。減少重量(liàng)的途徑之一(yī)是改善夾具,料盤(pán)的結構;之二是(shì)合理選用材料。實踐證明,用優質耐熱(rè)鋼製(zhì)造夾具和料盤從延長使用壽命和節能(néng)意義上是合算的。例如(rú)日本日立建築機械廠改進了密封箱式爐(lú)的料盤結構(gòu),減輕了重量(liàng),使從原來每盤裝200個軸類(lèi)件增加到每盤裝(zhuāng)300個,可節電20%。節約丙烷500kg。美國(guó)TRW公司對在(zài)真空熱處理的工件和料盤(pán)的重量比,經改進(jìn)後達到300%。
該廠過去用的料盤和立柱共(gòng)重630kg,改用鉬棒製造後僅生225kg,並使整(zhěng)盤料的加熱時間由(yóu)8h減為6h。
連續式爐的輸送帶自爐中轉出後在大氣中繞多周冷卻後,再進(jìn)入爐中加熱。減輕輸送重量,即可節約加熱輸送帶上的大量熱能。從這個意義上看,振底式爐、輥底式爐和(hé)網帶(dài)式爐比鏈板式爐在節能方麵優越。
廢熱可充分利用(yòng)使用各種燃料的燃料爐的(de)廢熱利用的(de)潛(qián)力很大(dà)。從爐中排出的廢氣溫度比爐(lú)子(zǐ)指示溫(wēn)度至少(shǎo)要高50℃。最後排出的廢氣溫(wēn)度(dù)愈高,爐子的熱損失愈大。
燃料過程需要大量空氣(qì),利用燃料廢氣熱量來預熱空氣是燃燒爐的最大節能措施。例如廢氣溫度為(wéi)900℃時,空氣燃料比為1:4。廢氣帶走(zǒu)的熱損(sǔn)失率為50%。如果用此廢氣(qì)把空氣預熱到250℃,可節約15%的燃料,使(shǐ)22%的廢氣熱量得到回收。由此可知,空氣預熱溫度愈高、燃料節約率也愈大。

