9.工业炉采用的混合衬体中，不包含( )。

9.工业炉采用的混合衬体中，不包含( )。

A 、耐火砖

B 、不定形耐火材料

C 、水泥砂浆

D 、耐火陶瓷纤维

参考答案:

【正确答案：C】

1PSI= KG 1KPA= KG

也可以说是空压机：燃烧器

什么是燃烧器：将燃料的化学能转变为热能的设备。

燃烧器的应用范围：凡是以液体和气体燃料为能源，直接利用其热能的场合都可适用。如各类锅炉、加热炉、烘烤炉、喷涂炉、直燃式空调机等等。

燃烧器的基本要求：运行安全、节约能源、保护环境。

燃烧过程的三要素为：燃料、氧化剂和点火源。这里指的工业燃烧为迅速氧化碳氢燃料而产生大量能源用于工业加热的过程。

通常大气空气作为燃料的氧化剂(O2约占21%的体积)，有些应用场合氧化剂含量少于21% O2(如烟气再循环的燃气涡轮机)或超过21% O2(如富氧燃烧)。

工业燃烧过程涉及的六个部分：

1.燃烧器，2.负荷（物料、水等），3.炉子（锅炉、烘干机等），4.余热回收装置（空气预热器等），5.控制系统（燃烧和负荷控制），6.大气污染防治系统（除尘等）

燃烧器分类 ：

1、完全预混式燃烧器 ，2、扩散式燃烧器 ，3、部分预混式燃烧器

燃气的分类 ：燃气可分为天然气 、人工燃气 、和液化石油气以及沼气等四类。

以华白数和燃烧势分:(国标《城市燃气的分类》)

人工燃气：5R、6R、7R；天然气：4T、6T、10T、12T；液化石油气：

1、9Y、22Y、20Y

天然气

全世界约25%的能源是天然气

天然气一般可分为四种：从气井开采出来的气田气或称纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，也称石油伴生气；含石油轻质馏分的凝析气田气；从井下煤层抽出的煤矿矿井气。

甲烷含量一般不少于90％，发热值为34300～36000kJ/Nm3。相对密度0.55

碳氢比最小无硫，产生的温室气体最少。是人类最终使用氢燃料的过渡。

人工燃气

生产过程中有污染、本身有毒性，相对密度0.45。

人工燃气的主要成份为H2-50~60%，CO-15~20%，CH4-10~15%，其余为惰性气体（N2、CO2等）。

固体燃料干馏煤气，热值一般在16700 kJ/Nm3左右。每吨煤可产煤气300～400 Nm3。

固体燃料气化煤气，发热值在15100 kJ/Nm3左右。

油制气分为重油和轻油制气两种。

重油制气可分为蓄热热裂解气和蓄热催化裂解气两种。蓄热热裂解气的发热值约为41900 kJ/Nm3。每吨重油的产气量为500～550m3。而蓄热催化裂解气，发热值在17600～20900 kJ/Nm3左右。每吨重油的产气量约为1200～1300Nm3。

高炉煤气发热值约为3500 kJ/Nm3。

液化石油气 （LPG）

液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)和丁烯(C4H8)，习惯上又称C3、C4，即只用烃的碳原子(C)数表示。

这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小250倍。气态液化石油气的发热值约为92100～121400 kJ/Nm3。液态液化石油气的发热值约为45200～46100kJ/kg。

沼气

沼气是一种混合气体，其中含有60%～70%的甲烷、30%～35%的二氧化碳，还含有少量的一氧化碳、氢、氨、硫化氢、氧和氮等。沼气作为优质气体燃料，除可用于煮饭、点灯外，还可广泛用于发电、孵鸡、育蚕、烘干、粮果贮藏、二氧化碳施肥等生产领域。

相对密度1.9

优点是储运方便。

燃气性质与燃烧器的形式

燃气的性质决定了燃烧器的形式，对燃烧器来讲，主要影响因素为燃气的燃烧速度（学名为火焰传播速度）。

燃烧速度首先是由燃气的性质决定的，对纯气体来讲，氢气燃烧速度最快，而甲烷燃烧速度最慢。因此燃烧速度：人工燃气〉液化石油气〉天然气〉沼气。

燃烧速度与燃气与空气的混合浓度有关，呈倒U型的关系，接近化学计量比时最快，全预混燃烧器容易回火就是因为燃烧之前，燃气和空气已经以接近化学计量比的浓度混合好了。

燃烧速度还与初始温度有关，温度越高速度越快，因此用预热空气的燃烧器容易回火。

沼气因燃气中有大量的惰性气体CO2，因此燃烧速度最慢，其点火、燃烧都比较困难，需要采取一些特殊的措施才能进行理想的燃烧。

燃烧速度较快的燃气容易脱火，例如天然气燃烧器主要的技术问题是如何防止脱火。而燃烧速度较快的燃气，着重解决防止回火烧坏燃烧器头部的问题。

最早的燃烧器

早期很少有设备能被认为是燃烧器。工业炉只是简单配备几个空气与燃气开口（见图），燃气和空气两股气流在炉子内部进行适当混合。尽管这种方法很简单并且存在明显的安全隐患，但是它能工作的很好，特别是在高温熔炉中。事实上这种概念直到现在仍出现在一些蓄热式玻璃熔炉和开炉炼钢炉中。

引射式燃烧器：具有自动调节燃气空气比例的能力。

风机混合式燃烧器：风机混合器是把燃气输送到风机入口处，让燃气与空气混合后送到燃烧器。

风机混合器偶尔仍在使用，有回火的危险。所谓回火就是火焰砰地回到预混燃烧器喷嘴逆流而上最终在燃气与空气混合的地方停止。回火发生地很快，是一种爆炸，在风机内部爆炸不是什么好事情。当然在混合管上安装阻火器可以防止回火的发生，但是由于增加了成本，所以要研究能避免所有问题出现的方法。

常用物理量的概念和单位—温度

温度是物体冷热程度的度量，单位有摄氏、K氏（绝对温度）和华氏温度等不同的表示方式。中国习惯用摄氏温度温度和绝对温度，美国喜欢用华氏温度。华氏温度：F=9/5C+32，绝对温度：K=C+273

摄氏和华氏温度通常用小写t表示，绝对温度用大写T表示。

压力

压力是液体或气体内部分子运动对周围壁面单位面积上的作用力，是物理学中压强在工程上的简称。

表示液体和蒸汽的压力，常用较大的计量单位：兆帕（MPa）、巴（bar）、公斤/厘米2（kg/cm2）、大气压等。

表示气体的压力，常用较小的计量单位：千帕(kPa)、毫巴（mbar）、毫米水柱（mmH2O或mmwg）或 公斤/米2（kg/m2）等。

1MPa=1000kPa=1000000Pa, 1bar=1000mbar，1kg/cm2=10000kg/m2。

kg/cm2也叫大气压，kg/m2也叫mmH2O。

1MPa=10.2kg/cm2, 1bar=1.02kg/cm2, 1mbar=10.2 mmH2O。

1kPa=100mmH2O。

英美等国常用作PSI压力单位，1PSI =0.0703 kg/cm2。

压力的叫法

通常我们都处在大气压的环境中，压力表所测得的压力只是高出大气压的部分，叫表计压力或表压；从0算起的压力叫绝对大气压。显然绝对大气压=表大气压+1低于大气压的环境称为负压或真空，负压越大或真空度越大，表示比大气压低得越多，也就是绝对压力越低。任何液体和气体的流动，总是从较高压力处流向较低压力处。在液体和气体流动的流程中，任意取两个点，测量它们的压力，流程上游点的压力减下流点的压力叫流动压差，也称压降或流动阻力。

热量和功率

热量是物质分子运动表现出的一种能量，热量的单位就是能量单位：千焦尔（kJ）,千卡或大卡（kcal），千瓦时（kwh）等。

功率是机器单位时间产出的能量，功率单位是单位时间的能量：千焦尔/小时（kJ/h）,千卡/小时（kcal/h），千瓦（kw）等。

1kJ = 0.239kcal， 1kwh = 860kcal， 1kw = 860kcal/h。

英美国家喜欢用Btu（英热单位）。1英热单位（Btu）＝1055.06焦耳（J）= 0.25216 kcal

热值（发热量）

燃料的热值是指每公斤液体燃料或每标准立方米气体燃料完全燃烧产生的热量。燃料热值分为高热值和低热值，高热值包含了燃烧生成烟气中的水蒸汽凝结为水所放出的热量，低热值则不包含这部份热量。在热工计算中，除特殊注明外，都是用低热值。

液体燃料热值单位是kJ/kg或kcal/kg或kwh/kg。

气体燃料热值单位是kJ/Nm3或kcal/Nm3或kwh/Nm3。

燃烧器的功率

燃烧器的功率（或出力）是指燃烧器每小时燃烧的燃料所具有的热量，也就是：

燃烧器的功率 = 每小时燃料消耗量 燃料热值。

燃烧器功率一般用kw、kcal/h表示，也可以用每小时燃料消耗量kg/h或Nm3/h表示。

如果用每小时燃料消耗量表示燃烧器功率，一定要注明所述燃料的热值。例如：轻油燃烧器功率100kg/h, 轻油的热值为10200kcal/kg，表明该燃烧器功率为1,000,000kcal/h；某重油燃烧器功率100kg/h，重油的热值为9600kcal/kg，表明该重油燃烧器功率为96万kcal/h。

锅炉的功率

锅炉的功率（或出力）也就是锅炉每小时产生的热量。热水锅炉功率用MW（1MW=1000kW）或万大卡/小时（万kcal/h）表示。

蒸汽锅炉的功率又称蒸发量，就是每小时把水变成蒸汽的量：吨/小时（T/h）或公斤/小时（kg/h）。当然也可以用MW或kW表示。

在我国蒸发量与功率的对应关系是：

1T/h=1000kg/h=0.7MW=700kW=60万cal/h=600Mcal/h。

功率的单位还有马力（Hp）和锅炉马力（BHp）。

1Hp = 0.745kw, 1BHp = 9.81kw。

燃烧器基本介绍

燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。

一、送风系统

送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、扩散盘。

1．壳体：是燃烧器各部件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要组成部分。从外形来看可以分为箱式和枪式两种，大功率燃烧器多数采用分体式壳体，一般为枪式。壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件。（如图1-1）顶盖上的观火孔有观察火焰作用

（图1-1）

2．风机马达：主要为风机叶轮和高压油泵的运转提供动力，也有一些燃烧器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相电机，功率相对较小，大部分燃烧器采用三相电机，电机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作。有带动油泵及风叶作用，电机一般是2800转(如图1-2)

（图1-2）

3．风机叶轮：通过高速旋转产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力，并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃烧的需要。它由装有一定倾斜角度的叶片的圆柱状轮子组成，其组成材料一般为高强度轻质合金钢，所有合格的风机叶轮均具有良好的动平衡性能。(如图1-3)

（图1-3）

4．风枪火管：起到引导气流和稳定风压的作用，也是进风通道的组成部分，一般有一个外套式法兰与炉口联接。其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。有风速调节作用。(如图1-4)

（图1-4）

5．风门控制器：是一种驱动装置，通过机械连杆控制风门档板的转动。一般有手动调节、液压驱动控制器和伺服马达驱动控制器三种，前者工作稳定，不易产生故障，后者控制精确，风量变化平滑。 (如图1-5)

（图1-5）

6．风门档板：主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小。其组成材料有合金，合金档板有单片、双片、三片等多种组合形式。(如图1-6)

（图1-6）

7．扩散盘：又称稳焰盘，其特殊的结构能够产生旋转气流，有助于空气与燃料的充分混合，同时还有调节二次风量的作用。(如图1-7)

（图1-7）

二、点火系统

点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆。

8．点火变压器：分电子式和机械（电感）式两种,是一种产生高压输出的转换元件，其输出电压一般为：2 5KV、2 6KV、2 7KV，输出电流一般为15~30mA。有EDI、丹佛斯、国产丹佛斯、飞达这几种。油机跟气机的区别是：油机一般两个头气机一般一个头。分电子式和机械式两种(如图1-8)

（图1-8）

9．点火电极：将高压电能通过电弧放电的形式转换成光能和热能，以引燃燃料。一般有单体式和分体式两种。一般点火针是用不锈钢材料耐800度高温，而我们用的是镍铬丝能耐1500度高温。注意点火棒不能与金属接触(如图1-9)

（图1-9）

10．电火高压电缆：其作用是传送电能。可以耐150万伏电压。(如图1-10)

（图1-10）

三、监测系统

监测系统的功能在于保证燃烧器安全的运行，其主要部件有火焰监测器、压力监测器、外接监测温度器等。

11．火焰监测器：其主要作用是监视火焰的形成状况，并产生信号报告程控器。火焰检测器主要有三种：光敏电阻、紫外线UV电眼和电离电极。(如图1-11)

（图1-11）

A、光敏电阻：多用于轻油、重油燃烧器上，其功能和工作原理为：光敏电阻和一个有三个触点的火焰继电器相连， 光敏电阻的阻值随器接收到的光的亮度而变化，接收到的光越亮，阻值就越低，当加在光敏电阻两端的电压一定时，电路中的电流就越高，当电流达到一定值时，火焰继电器被激活，从而使燃烧器继续向下工作。当光敏电阻没有感受到足够的光线时，火焰继电器不工作，燃烧器将停止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧器。

B、电离电极：多用于燃气燃烧器上。程控器给电离电极供电，如果没有火焰，电极上的供电将停止，如果有火焰，燃气被其自身的高温电离，离子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动，离子电流被整流成直流，并通过接地的燃烧器外壳到达火焰继电器使之工作，以保证燃烧器后序工作顺利进行。如果电离电极发生接地现象，那么产生的电流是交流而非直流的，火焰继电器将不工作，程控器锁定。另外电离区火焰不稳定也会引起火焰还存在时燃烧器断路，可能是因为空气燃气比不合适，可以通过调节空气量或燃气量来解决，也可能是燃烧头上空气燃气分布不均匀，可以通过调节燃烧头的位置来解决。

C、紫外线UV电眼：一般用于油气两用燃烧器上，该电眼只能感受到火焰中的紫外线（光谱范围190~270纳米），UV管不会对炉膛内闪烁的耐火材料日光、普通光线或炉内辉光物质作出反应，UV管的寿命在不超过50℃的环境温度下约为10000小时，环境温度过高对其寿命有很大影响。如果它接受到足够量的紫外线，它就能产生电流，并经过适当放大，机或火焰继电器，使它闭合。如果的UV管电量耗尽了，即使不存在紫外线，它仍会表现出接收到了紫外线，为了克服这一缺陷，每次开启之前，程控器都会在其两端加上一个适当的电压，这样即使电量耗尽了，它的信号就只会表示没有火焰，这样程控器也就随即停止工作。为检测UV电眼的效果，点火之后把它从原位上抽出至少一分钟，UV电眼被抽出后，就检测不到火焰发出的紫外线，相关的继电器断开，燃烧器停止工作。即使很少的一点油污都会挡住紫外线进入光电管的通道而导致内部的感应元件接收不到足够量的紫外线而无法工作。因此光电管必须彻底清洗干净。UV管感受不到太阳光或普通灯具的光线，可以用火焰或普通点火变压器两电极间的点火花来检测它的灵敏度。为确保燃烧器正常工作，它的电流必须稳定，不能低于程控器所需的电流。该电流可用微安计来检测，其值不能低于

压力监测器：一般用于气体燃烧器，主要有燃气高压、低压监测，以及风压监测，若燃烧器用于蒸汽锅炉，还有蒸汽压力监测。

四、燃料系统

燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料。燃油燃烧器的燃料系统主要有：油管及接头、油泵、电磁阀、喷嘴、重油预热器。燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组。

12．油管及接头：用于传输燃油。

13．油泵：产生压力油的机构，输出油压一般在10bar以上，以满足雾化和喷油量的要求，分为单管输出和双管输出两种。有些燃烧器油泵与风机马达同轴连接，有些有单独的油泵电机驱动。常见油泵有J型、E型和TA型，适用于单管和双管油系统，油泵内有过滤器、压力调节阀和截止阀。过滤器主要是保护传动机构，E型泵过滤器的网目较大，当过滤器堵塞时，会导致真空过度，过滤器要定期清洗，清洗或更换过滤器后，必须确保泵盖紧密密封。油泵在运行前，必须在吸从侧油管灌注油料到泵溢流，否则，泵会由于干运转而损坏。油泵吸入口的抽吸阻力不能超过0.4bar，输出口的压力一般在10~24bar。J型泵的最大供油压力为20bar，E型和TA型泵的最大供油压力为40bar，最大供油温度为90℃。寿命5000小时左右,有丹佛斯，桑泰克，国产仿桑泰克(如图1-12)

（图1-12）

14．电磁阀：用于控制油路的通断，多为二通阀和三通阀。(如图1-13)

（图1-13）

15．喷嘴：主要作用是雾化油滴。油嘴的主要参数有喷射角（30 、45 、60 、80 ）、喷射方式（实心、空心、半空心）和喷油量。同等压力下较小喷油量的喷嘴，雾化效果较好。常用的油嘴有简单机械雾化喷嘴和回油式机械雾化喷嘴，前者结构简单，系统简单，也比较可靠，一般用于较小负荷的燃烧器，后者结构和系统都要复杂些，但调节特性好，适用于锅炉负荷经常有较大范围调节时用。简单机械雾化喷嘴有切向槽式和切向孔式，前者雾化角较大且雾化颗粒较小。(如图1-14)

（图1-14）

16．重油预热器：重油燃烧器的特有设备，用于加热重油至一定温度，减小粘度，以增加重油雾化效果，其温度控制装置与燃烧器控制电路联锁。

17．过滤器：其作用是防止杂质进入电磁阀组和燃烧器内。

18．空气压力开关：主要作用是降压稳压，一般用于高压供气系统中，其入口压力不能低于1bar。

19．电磁阀组：一般由安全电磁阀和主电磁阀组成，有分体式和一体式，一体式电磁阀组内一般还组合有稳压阀和过滤网。安全电磁阀一般为快开快闭式。主电磁阀一般为一级二级之分，并有快开快闭式和慢开快闭式之分。

20．电磁阀泄漏检测器：其作用是检测电磁阀组的关闭是否严密。一般用在功率大于1400kw的燃烧器上。

21．点火电磁阀组：一般有手动球阀、稳压器、电磁阀组成。主要用于功率较大的燃烧器。

五、电控系统

电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心，主要控制元件为程控器，针对不同的燃烧器配有不同的程控器，常见的程控器有：LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列，其主要区别为各个程序步骤的时间不同。机械式：反应慢有丹佛斯，西门子等品牌；电子式：反应快，国产。(如图1-15)

（图1-15）

燃烧器工作过程介绍

以比例式燃气燃烧器为例，其工作过程有四个阶段：准备阶段、预吹扫阶段、点火阶段和正常燃烧阶段。

准备阶段：程控器得电后，开始内部程序自检，同时伺服马达驱动风门到关闭状态，程序自检完毕后，处于待机状态，当恒温器、过高过低燃气压力开关、蒸汽锅炉蒸汽压力开关等限制开关允许时，程控器开始启动，进入预吹扫阶段。如果电磁阀组带有泄漏检测系统，该系统在上述限制开关允许时先进行阀门泄漏检测，检测通过后，才进入预吹扫阶段。

预吹扫阶段：伺服马达驱动风门到大火开度状态，同时风机马达启动，开始13秒送风，以吹入空气进行预吹扫，根据程控器的不同，约吹扫20~40秒后，伺服马达驱动风门到点火开度状态，准备点火。整个预吹扫阶段，空气压力开关测量空气压力，只有空气压力保持在一个足够高的水平上，预吹扫过程才能持续进行。

点火阶段：伺服马达驱动风门到点火开度状态后，点火变压器切入，并输出高电压给点火电极，以产生点火电火花，约3秒后，程控器送电给安全电磁阀和比例式电磁阀，阀打开后，燃气到达燃烧头，与风机提供的空气混合，然后被点燃。在阀打开后2秒内，电离电极应检测到火焰的存在，只有这样程控器才继续后面的程序，否则，程控器锁定并断开电磁阀停止供气，同时报警。(在电机启动时间内点火)

正常燃烧阶段：点火正常并稳定燃烧几秒后 ，伺服马达驱动风门到大火开度状态，(燃油机的油泵打开开始喷油)同时比例式燃气调节阀菜的伺服电机切入，并根据空气压力和炉膛背压来调节燃气阀后的燃气压力以调节燃气量，达到稳定、高效燃烧的目的。此后燃烧器根据各个限制开关的要求自动实现大小火转换和停机。另外整个燃烧过程中，电离电极和空气压力开关对燃烧器实行监控。

耐1200度高温的板材

高温合金GH2747 高温耐热抗氧化合金HAYNES747

GH2747 概述：

GH2747是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，在固溶状态下使用，长期工作温度1100℃-1250℃，短时使用温度可达1300℃。高温耐热抗氧化合金GH2747具有较高的强度、较好的组织稳定性，具有优良的抗氧化和耐腐蚀性能。合金的焊接性良好，可采用各种工艺进行焊接。

GH2747应用领域：

GH747已用于制作航空、航天发动机燃烧室及加力燃烧室内高温抗氧化等部件，也用于制作工业用各种炉辊、传动装置、热电偶套管等耐热部件。尤其适用于石化、核能、冶金等领域用高温抗氧化装置零部件。

GH2747抗氧化性：

GH2747的材料成本较同类型高温合金低。合金在增加铬元素含量的基础上，通过提高铝元素的含量以及添加微量稀土元素，至使合金在1000℃-1300℃的抗氧化性能得到极大改善。

GH2747对应牌号：

GH747 ， HAYNES747（美） ，ЭП747（俄）

GH2747材料技术标准：

GB/T14992高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号

Q/GYB 511 GH2747合金热轧和锻制棒材

Q/GYB 512 GH2747合金冷拔（轧）无缝管

GH2747密度：7.78

GH2747热处理制度:

热轧棒材、锻制棒材、锻件：

1、000-1200℃，水冷，保温时间根据材料厚度而定。

GH2747焊接性能：

合金采用所有焊接方法均能很好地进行焊接。氩弧焊、点焊、滚焊和电子束焊焊接效果优良，与异种材料焊接时，可采用母材金属丝作填充材料，也可采用同类型合金作填充材料。

GH2747主要规格：

GH2747无缝管、GH2747钢板、GH2747圆钢、GH2747锻件、GH2747法兰、GH2747圆环、GH2747焊管、GH2747钢带、GH2747直条、GH2747丝材及配套焊材、GH2747圆饼、GH2747扁钢、GH2747六角棒、GH2747大小头、GH2747弯头、GH2747三通、GH2747加工件、GH2747螺栓螺母、GH2747紧固件。

电炉基本知识

电炉是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉，你还知道哪些关于电炉知识呢?以下是由我整理关于电炉基本知识的内容，提供给大家参考和了解，希望大家喜欢!

一、电炉的优点

电炉是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉，同燃料炉比较，电炉的优点有：炉内气氛容易控制，甚至可抽成真空物料加热快，加热温度高，温度容易控制生产过程较易实现机械化和自动化劳动卫生条件好热效率高产品质量好且更加环保对与日趋严重的环境问题是一个很好的产品等。冶金工业上电炉主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理。19世纪末出现了工业规模的电炉，20世纪50年代以来，由于对高级冶金产品需求的增长和电费随电力工业的发展而下降，电炉在冶金炉设备中的比额逐年上升。电炉可分为电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉等。

二、电炉的种类介绍

电阻炉

以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。按电热产生方式，电阻炉分为直接加热和间接加热两种。在直接加热电阻炉中，电流直接通过物料，因电热功率集中在物料本身，所以物料加热很快，适用于要求快速加热的工艺，例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度，例如碳素材料石墨化电炉，能把物料加热到超过2500℃。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉，在粉末冶金中，常用于烧结钨、钽、铌等制品。采用这种炉子加热时应注意：

①为使物料加热均匀，要求物料各部位的导电截面和电导率一致

工业电阻炉

②由于物料自身电阻相当小，为达到所需的电热功率，工作电流相当大，因此送电电极和物料接触要好，以免起电弧烧损物料，而且送电母线的电阻要小，以减少电路损失大部分电阻炉是间接加热电阻炉，其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体，称为电热体，由它把热能传给炉中物料。

这种电炉炉壳用钢板制成，炉膛砌衬耐火材料如陶瓷纤维，内放物料。

最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒，硅碳棒、二硼化锆陶瓷复合发热体。根据需要炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏，必要时配置可调节电压的中间变压器。小型炉(&lt10千瓦)单相供电，大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料，宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉，多数装置鼓风机，以强化炉内传热，保证均匀加热。用于熔化易熔金属(铅、铅铋合金、铝和镁及其合金等)的电阻炉，可做成坩埚炉或做成有熔池的反射炉，在炉顶上装设电热体。电渣炉是由溶渣实现电热转变的电阻炉(见电渣重熔)。

感应炉

感应炉的简介利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。感应炉的基本部件是用紫铜管绕制的感应圈。感应圈两端加交流电压，产生交变的电磁场，导电的物料放在感应圈中，因电磁感应在物料中产生涡流，受电阻作用而使电能转变成热能来加热物料所以也可认为感应电热是一种直接加热式电阻电热。

感应电热的特点是在被加热物料中转变的电热功率(电流分布)很不均匀，表面最大，中心最小，称为趋肤效应。为了提高感应加热的电热效率，供电频率要合宜，小型熔炼炉或对物料的表面加热采用高频电，大型熔炼炉或对物料深透加热采用中频或工频电。感应圈是电感量相当大的负载，其功率因数一般很低。为了提高功率因数，感应圈一般并联中频或高频电容器，称为谐振电容。感应圈和物料之间的间隙要小，感应圈宜用方形紫铜管制作，管内通水冷却，感应圈的匝间间隙要尽量小，绝缘要好。感应加热装置，主要用于钢、铜、铝和锌等的加热及熔铸，加热快，烧损少，机械化和自动化程度高，适合配置在自动作业线上。

感应炉系列加热炉特点

加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与锻模成本

由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。不必担心由于停电或设备故障引起的煤炉已加热坯料的浪费现象。由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克，其材料利用率可达95%。由于该加热方式加热均匀，芯表温差极小，所以在锻造方面还大大的增加了锻模的寿命，锻件表面的粗糙度也小于50um。

工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能

感应加热炉与煤炉相比，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100℃的吨锻件耗电量小于360度。

加热均匀芯表温差极小，温控精度高

感应加热炉具有体积小，重量轻、效率高、热加工质量优及有利环境等优点正迅速淘汰燃煤炉、燃气炉、燃油炉及普通电阻炉，是新一代的金属加热设备。

工业上应用的感应熔化炉有坩埚炉(无芯感应炉)和熔沟炉(有芯感应炉)，见图2感应炉炉体结构示意。坩埚用耐火材料或钢制成，容量从几公斤到几十吨。其熔炼特点是坩埚中熔体受电动力作用，迫使熔池液面凸起，熔体自液面中心流向四周而引起循环流动。这种现象称为电动效应，可使熔体成分均匀，缺点是炉渣偏向周边，覆盖性差。与熔沟炉比较，坩埚炉操作灵活，熔炼温度高，但功率因数低，电耗较高。熔沟炉的感应器由铁芯、感应圈和熔沟炉衬组成，熔沟为一条或两条带状环形沟，其中充满与熔池相联通的熔体。在原理上可以把熔沟炉看作是次级只有一匝线圈而且短路的铁芯变压器。感应电流在熔沟熔体中流动，而实现电热转变。

生产中每炉金属熔炼完毕后，不能把熔池放空，不然容易干枯，一定要保留一部分熔体作为下一炉的起熔体。熔沟温度比熔池高，又承受熔体流动的冲刷，所以熔沟炉衬容易损坏，为便于维修，现代炉子的感应器制成便于更换的装配件。熔沟炉的容量从几百公斤到百余吨。熔沟炉供工频电，由于有用硅钢片制作的铁芯作磁通路，电效率和功率因数都很高。熔沟炉主要用于铸铁、铜、锌、黄铜等的熔化，还可作为混熔沪，用来贮存和加热熔体。

电弧炉

利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的电炉(图3电弧炉类型)。按加热方式分为三种类型：①间接加热电弧炉。电弧在两电极之间产生，不接触物料，靠热辐射加热物料。这种炉子噪声大，效率低，渐被淘汰。

②直接加热电弧炉。电弧在电极与物料之间产生，直接加热物料炼钢三相电弧炉是最常用的直接加热电弧炉(见电弧炉炼钢)。

③埋弧电炉，亦称还原电炉或矿热电炉。电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料常用于冶炼铁合金(见铁合金电炉)

真空电弧炉

是在抽真空的炉体中用电弧直接加热熔炼金属的电炉。炉内气体稀薄，主要靠被熔金属的蒸气发生电弧，为使电弧稳定，一般供直流电。按照熔炼特点，分为金属重熔炉和浇铸炉。按照熔炼过程中电极是否消耗(熔化)，分为自耗炉和非自耗炉，工业上应用的大多数是自耗炉。真空电弧炉用于熔炼特殊钢、活泼的和难熔的金属如钛、钼、铌(见真空冶金)。

电弧电热可以认为是弧阻电热。电弧(弧阻)稳定是炉子正常生产的必要条件。交流电弧炉通常采用工频电，为使电弧稳定，炉子供电电路中要有适当的感抗，但是存在感抗会降低功率因数和电效率。降低电流频率是发展交流电弧炉的途径。弧阻阻值相当小，为获得必要的热量，炉子需要相当大的工作电流，因此炉子短网的电阻要尽量小，以免电路损耗过大。对于三相电弧炉，要使三相的阻抗接近一致，以免三相负荷不平衡。

等离子炉

利用工作气体被电离时产生的等离子体来进行加热或熔炼的电炉。产生等离子体的装置，通常叫作等离子枪，有电弧等离子枪和高频感应等离子枪两类。把工作气体通入等离子枪中，枪中有产生电弧或高频(5～20兆赫)电场的装置，工作气体受作用后电离，生成由电子、正离子以及气体原子和分子混合组成的等离子体。等离子体从等离子枪喷口喷出后，形成高速高温的等离子弧焰，温度比一般电弧高得多。最常用的工作气体是氩，它是单原子气体，容易电离，而且是惰性气体，可以保护物料。工作温度可高达20000□用于熔炼特殊钢、钛和钛合金、超导材料等。炉型有配置水冷铜结晶器炉、 中空阴极式炉、 配置感应加热的等离子炉、有耐火材料炉衬的等离子炉等(见等离子冶金)。

电子束炉

用高速电子轰击物料使之加热熔化的电炉(图4电子束炉示意)。在真空炉壳内，用通低压电的灯丝加热阴极，使之发射电子，电子束受加速阳极的高压电场的作用而加速运动，轰击位于阳极的金属物料，使电能转变成热能。因为电子束可经电磁聚焦装置高度密集，所以可在物料受轰击的部位产生很高的温度。电子束炉用于熔炼特殊钢、难熔和活泼金属。

工业上用的电炉分类为两类：周期式作业炉和连续式作业炉。

周期式作业炉分为：箱式炉、密封箱式炉，井式炉，钟罩炉，台车炉，倾倒式滚筒炉。

连续式作业炉分为：窑车式炉，推杆式炉，辊底炉，振底炉，转底炉，步进式炉，牵引式炉，连续式滚筒炉，传送带式炉等。其中传送带式炉可分为：有网带式炉、冲压链板式炉、铸链板式炉等...

电热炉

电热炉可使用金属发热体或非金属发热体来产生热源，其构造简单，用途十分广泛是它的主要特色，可广泛应用於退火、正常化、淬火、回火、渗碳及渗碳氮化等。主要的金属发热体包括Ni-Cr电热线(最常见，最高用至1200℃)、Mo-Si合金及W、Mo等纯金属非金属发热体包括SiC(最常见，最高可加热至1600℃)、LaCrO3及石墨棒(真空或保护气氛下可加热至2000℃)。

优点：

1) 与燃料炉相比容易得到高温。

2) 可从材料内部加热使其升温。

3) 便于在可控气氛炉和真空炉中使用。

4) 电炉没有燃料炉的排烟热损失，所以热效率高。

5) 容易控制温度，便于遥控、细调。

6) 能进行快速加热。

7) 操作性能好，不污染环境。

缺点：

1) 需要增加配电设备费用。

2) 电力成本高。

3) 电阻加热温度超过1000℃时，耐火材料有可能导电，需要注意绝缘问题。

发展

2010年，中国制造业占全球制造业产出的19.8%，略高于美国的19.4%，居世界第一。中国制造业的快速发展带动了中国烘炉、熔炉和电炉制造行业的发展。据国家统计局数据统计，2010年全国烘炉、熔炉及电炉制造行业规模以上企业增加至308家，实现工业总产值162.88亿元，同比增长30.79%实现销售收入163.87亿元，同比增长32.63%实现利润总额10.43亿元，同比增长79.17%。

汽车、 拖拉机 工业70%-80%的零部件需要进行热处理加工，工具、刃具和轴承产品则100%需要进行热处理，一些民用轻工金属制品的使用寿命，绝大部分也依靠热处理得到提高。同时紧固件行业、轴承行业、链条行业、工具行业、汽车、拖拉机、摩托车零部件行业都是靠热处理质量的提高来提升竞争实力，随着中国工业的不断发展，近十年内我国每年将新增40-50万吨热加工量，另外国内很大部分烘炉、熔炉和电炉设备的陈旧、落后，将趋向淘汰更新，我国对热加工设备的需求十分强劲，我国烘炉、熔炉及电炉的发展前景看好。

延长 方法

为了保护和延长电炉的使用时间，必须注意下列事项：

(1) 定期检查电炉及控制器各接头的连接是否良好。

(2) 电炉和控制器必须在相对湿度不超过85%，没有导电尘埃，爆炸性气体和能破坏金属绝缘以及电子元件的腐蚀性气体的场所工作。

(3) 控制器的工作环境温度限于0—50℃。

(4) 电炉和控制器使用时，均不得超过额定功率，炉温不得超过最高使用温度，禁止将潮湿工件装入炉膛内，含有超高水分的被加热工件应预先烘干。

(5) 保持炉膛内情清洁，对炉内的金属氧化物、溶渣和杂质等应及时清除，装卸工件时应谨慎。

三、电炉的种类划分

工业炉

工业炉：分为电炉和燃烧炉(狭义的工业炉指燃烧炉)

主要产品七大类：电阻炉、感应炉、真空炉、电子束炉、热处理(或熔炼)机组、热处理辅助设备、燃烧炉。

三. 电阻炉：三大部件：加热器、炉衬、耐热构件

1. 分为周期式及连续式两大类

2. 周期式炉的特征：

A. 炉料同时加入同时取出

B. 加热时炉料基本不动(特殊情况除外：如滚筒炉，辊底炉)

C. 工作区内力求温度均匀

四、电阻炉的分类

台车炉 烧结炉 调质炉 回火炉 退火炉 固熔炉 淬火炉 渗碳炉 正火炉 氮化炉 熔炼炉 钎焊炉 盐浴炉 滚筒炉 网带炉真空炉 实验炉 中高频炉 烘干炉 罩式炉 推杆炉 铸造炉 燃料炉 窑炉 氨分解炉 玻璃炉

连续式电阻炉

A. 推送式炉

B. 传送带式炉

C.网带炉(适用于薄小零件的退火、烧结、钎焊及固溶处理。结构类似传送带式炉)

D. 连续式转筒炉

E. 辊底炉(料盘在辊子上运动

结构

整套电炉设备包含中频电源柜，补偿电容，炉体(两个)及水冷电缆、减速机。炉体由炉壳、感应圈、炉衬、倾炉减速箱等四个部分组成，炉壳用非磁性材料制成，感应线圈是由矩形空心管制成的螺旋状筒体，熔炼时管内通冷却水。线圈引出铜排与水冷电缆连通，炉衬紧靠感应圈，由石英砂打实烧结而成，炉体的倾动由倾炉减速箱直接转动。倾炉减速箱系二级涡轮变速，自锁性能好，转动平稳可靠，出现紧急断电时看收工倾炉，避免危险。可以通过选炉开关对两台炉体的倾炉减速箱电动机的控制进行选择，带有四芯橡皮线的开关盒能使操作者站在合适位置对炉体的倾动，复位进行点动控制。

操作规程

1、操作人员必须了解以下几点：

A、电炉及其辅助设备的结构和性能。

B、配电系统、控制系统的布置及安全装置的位置等。

C、操作工艺和安全操作规程。

2、运行前准备工作检查

A、设备的电源是否正常，是否有断相、短路或裸线等情况。

B、检查接地装置接线处的接触是否良好。

C、检查加热元件是否有损坏的地方，各连接处的接触是否良好，有否与炉体及罩壳相接触的地方。

D、检查温控系统是否有不正常的现象。

E、检查炉门升降、台车进出运行是否正常。

3、带有腐蚀性、挥发性、爆炸性气体的工件严禁进入炉体加工，以免影响加热元件和耐火材料使用寿命及引起爆炸等事故。

4、电炉不得超温运行，否则会缩短设备的使用寿命。

5、工件均匀堆放，离加热元件应在100-150mm左右。

6、氧化皮太多的工件进炉前需清除，可用钢丝刷刷下。

7、严禁野蛮操作，工件应轻放，避免冲击。

8、电炉使用时操作人员不得擅自离开岗位，必须随时注意电炉的工作状况是否正常，

9、电炉在进行装卸工件时，必须先切断加热元件电源，以保证操作人员的安全。

10、炉膛的氧化物(包括电炉丝下)应经常清理，至少每周一次或五炉次一次。炉底板下可用压缩空气吹。

11、电阻丝如经使用后，就不得碰撞拗折，以免断裂。

12、电炉电动机需定期检查，添加润滑油等，注意使用安全。

13、定期检查加热元件的使用情况。加热元件经短期使用后便不得拗折、碰撞。如尚未严重腐蚀而折断时，可用与电炉丝相同的材料(或电炉丝本身)作为焊条，采用乙炔气进行加热焊接，焊条采用50%白云粉末混合而成，若加热元件严重腐蚀不能使用时，则应另行更换。