近10年来,我国天燃资源勘探有重大突破。将为热处理行业创造非常便利的用气条件。广大企业应看到热处理能源变化的这种有利前景,在热处理生产技术改造和设备的更新中充分地考虑和利用。
圆形炉节能效果明显企业通常是从工艺要求、工件形状和尺寸、生产批量出发来选择炉型。从热处理能源利用角度看,要考虑加热炉的效率,密封性和炉子外形。当工件批量大、品种单一时,应采用连续式炉。在相同炉膛容积下,圆(柱)形炉比方形炉节能效果明显。
降低热损失的有效方法
减少加热设备的热损失是提高加热效率的主要途径。减少加热炉热损失的方法有:
减少炉壁散热,提高炉衬材料的隔热能力和减少其蓄热量,增加炉密封性、减少传动件和料筐、料盘带走的热量等。
1.减少加热炉的散热量的有效方法首先是减少炉子的表面积。当其他条件相同时,炉子的散热损失和炉壁表面积成正比。圆柱形炉的外表面比箱型炉小近14%,外壁温度低10℃,可使炉壁散热约减少20%,炉衬蓄热减少,使被处理工件的单位能耗降低7%。
因此,目前新式的周期式和连续式加热炉都改成了圆柱形。
2.对各种类型的加热炉,用在加热夹层、料盘,料筐所需的热能比重为18%~29%。所以减轻夹具,料盘重量对于提高加热效率有重要意义。减少重量的途径是改善夹具,料盘的结构;之二是合理选用材料。实践证明,用耐热钢制造夹具和料盘从延长使用寿命和节能意义上是合算的。例如日本日立建筑机械厂改进了密封箱式炉的料盘结构,减轻了重量,使从原来每盘装200个轴类件增加到每盘装300个,可节电20%。节约丙烷500kg。美国TRW公司对在真空热处理的工件和料盘的重量比,经改进后达到300%。
3.减少炉衬蓄热的方法是采用质量热容和密度小的绝热耐火材料。陶瓷纤维俗称硅酸铝纤维,是一种理想的节能耐火材料。由于陶瓷纤维的导热率小,在同样炉膛和炉衬尺寸,相同炉温的情况下,炉外壁温度要比重质砖和轻质耐火砖低得多。陶瓷纤维炉衬的升温时间仅为轻质火砖和粘土炉衬的升温时间五分到六分。当加热炉经常为断续运转时,采用陶瓷纤维煽动衬显然是特别有利的。一方面炉子的快速升温,缩短了辅助时间,另一方面大量降低蓄热、显着减少了能源消耗。采用陶瓷纤维炉衬使空炉升温时间减少六分,节约燃料50%。
该厂过去用的料盘和立柱共重630kg,改用钼棒制造后仅生225kg,并使整盘料的加热时间由8h减为6h。
连续式炉的输送带自炉中转出后在大气中绕多周冷却后,再进入炉中加热。减轻输送重量,即可节约加热输送带上的大量热能。从这个意义上看,振底式炉、辊底式炉和网带式炉比链板式炉在节能方面优越。
废热可充分利用使用各种燃料的燃料炉的废热利用的潜力很大。从炉中排出的废气温度比炉子指示温度至少要高50℃。后排出的废气温度愈高,炉子的热损失愈大。
燃料过程需要大量空气,利用燃料废气热量来预热空气是燃烧炉的大节能措施。例如废气温度为900℃时,空气燃料比为1:4。废气带走的热损失率为50%。如果用此废气把空气预热到250℃,可节约15%的燃料,使22%的废气热量得到回收。由此可知,空气预热温度愈高、燃料节约率也愈大。