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            分析我国真空炉的发展历史

            2016-09-13

            真空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ope体育网站,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ope体育网站ope体育网站,从而保证了炼钢所需的1600℃以上的温度。1900年前后ope体育网站,电能供应逐渐充足ope体育网站,开始使用各种电阻炉、电弧炉和有芯感应炉ope体育网站。

               二十世纪50年代,无芯感应炉得到迅速发展ope体育网站ope体育网站。后来又出现了电子束炉,利用电子束来冲击固态燃料ope体育网站,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ope体育网站,其工作空间是一个凹形槽ope体育网站,槽内填入煤炭,燃烧用的空气由槽的下部供入ope体育网站,工件埋在煤炭里加热。这种炉子的热效率很低ope体育网站,加热质量也不好ope体育网站,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ope体育网站。

               为便于加热大型工件ope体育网站,又出现了适于加热钢锭和大钢坯的台车式炉ope体育网站,为了加热长形杆件还出现了井式炉。20世纪20年代后又出现了能够提高炉子生产率和改善劳动条件的各种机械化、自动化炉型。工业炉的燃料也随着燃料资源的开发和燃料转换技术的进步,而由采用块煤、焦炭、煤粉等固体燃料逐步改用发生炉煤气、城市煤气、天然气、柴油、燃料油等气体和液体燃料ope体育网站,并且研制出了与所用燃料相适应的各种燃烧装置。

               真空炉的结构、加热工艺、温度控制和炉内气氛等ope体育网站,都会直接影响加工后的产品质量。在锻造加热炉内,提高金属的加热温度ope体育网站,可以降低变形阻力ope体育网站,但温度过高会引起晶粒长大、氧化或过烧,严重影响工件质量。在热处理过程中,如果把钢加热到临界温度以上的某一点,然后突然冷却ope体育网站,就能提高钢的硬度和强度;如果加热到临界温度以下的某一点后缓慢冷却,则又能使钢的硬度降低而使韧性提高。

               为了获得尺寸精确和表面光洁的工件,或者为了减少金属氧化以达到?;つ>?、减少加工余量等目的,可以采用各种少无氧化加热炉ope体育网站。在敞焰的少无氧化加热炉内,利用燃料的不完全燃烧产生还原性气体,在其中加热工件可使氧化烧损率降低到0.3%以下。

               可控真空炉是使用人工制备的气氛,通入炉内可进行气体渗碳、碳氮共渗、光亮淬火、正火、退火等热处理:以达到改变金相组织、提高工件机械性能的目的ope体育网站。在流动粒子炉中,利用燃料的燃烧气体ope体育网站,或外部施加的其他流化剂ope体育网站,强行流过炉床上的石墨粒子或其他惰性粒子层ope体育网站,工件埋在粒子层中能实现强化加热,也可进行渗碳、氮化等各种无氧化加热。在盐浴炉内,用熔融的盐液作为加热介质,可防止工件氧化和脱碳。

               在冲天炉内熔炼铸铁ope体育网站,往往受到焦炭质量、送风方式、炉料情况和空气温度等条件的影响,使熔炼过程难于稳定,不易获得优质铁水。热风冲天炉能有效地提高铁水温度、减少合金烧损、降低铁水氧化率,从而能生产出高级铸铁。

               随着无芯感应炉的出现,冲天炉有逐步被取代的趋势。这种感应炉的熔炼工作不受任何铸铁等级的限制,能够从熔炼一种等级的铸铁,很快转换到熔炼另一种等级的铸铁,有利于提高铁水的质量。一些特种合金钢,如超低碳不锈钢以及轧辊和汽轮机转子等用的钢,需要将平炉或一般电弧炉熔炼出的钢水,在精炼炉内通过真空除气和氩气搅动去杂,进一步精炼出高纯度ope体育网站、大容量的优质钢水。

               火焰炉的燃料来源广,价格低ope体育网站,便于因地制宜采取不同的结构,有利于降低生产费用,但火焰炉难于实现精确控制,对环境污染严重,热效率较低。电炉的特点是炉温均匀和便于实现自动控制,加热质量好ope体育网站。按能量转换方式,电炉又可分为电阻炉、感应炉和电弧炉。以单位时间单位炉底面积计算的炉子加热能力称为炉子生产率。炉子升温速度越快ope体育网站、炉子装载量越大,则炉子生产率越高。在一般情况下ope体育网站,炉子生产率越高ope体育网站,则加热每千克物料的单位热量消耗也越低。因此,为了降低能源消耗,应该满负荷生产,尽量提高炉子生产率,同时对燃烧装置实行燃料与助燃空气的自动比例调节,以防止空气量过?;虿蛔?ope体育网站。此外ope体育网站,还要减少炉墙蓄热和散热损失、水冷构件热损失、各种开口的辐射热损失、离炉烟气带走的热损失等。

               为了使炉温恒定和实现规定的升温速度,除必须根据工艺要求、预热器和炉用机械型式、燃料和燃烧装置类别、真空炉排烟方式等确定优良的炉型结构外,还需要对燃料和助燃空气的流量和压力,或对电功率等可控变量通过各种控制单元进行相互调节,以实现炉温、炉气氛或炉压的自动控制ope体育网站。燃气为液化气,天然气,焦炉煤气,城市煤气,转炉煤气,混合煤气,发生炉煤气,高炉煤气等。

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