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材料加热炉典型及其选用 作者：admin 来源： 日期： 6:11:48 & & 是在材料研制、开发及中应用最广的，且结构和类型最多，如表1．2所示。使用的行业不同，炉型的结构和命名不同，如用于陶瓷制品侥制的煤气发生炉称为窑炉，用于材料热处理的煤气发生炉叫热处理炉，用于功能材料烧结的煤气发生炉叫烧结炉。& & 加热炉按照加热热源、使用的工作温度、使用的加热介质、作业方式、用途的不同．有着不同的命名和分类。目前，煤气发生炉常用的加热热源有加热和电加热两种方式。另外，太阳能加热也是材料研究者加热材料时使用的一种热源。常用电加热方式有电阻加热、感应加热和电弧加热。高朗粒子加热和微波加热逐渐成为许多新型材料制备时采用的重要加热手段。按煤气发生炉使用的工作温度不同，可将其分为高温炉、中温炉和低温炉。在不同的行业，温度区间划分不同。对于金属材料热处理，使用温度＜650℃的煤气发生炉称为低温炉，在650一950℃温度区间称为中温炉，使用温度高于950℃的煤气发生炉称为高温炉。金属热处理的温度一般小于1350℃，陶瓷材料烧结温度主要在℃区间。近年来．已有加热护的使用温度接近甚至超过3000℃。& & 材料可以用气体、液体和固体介质进行加热，采用不同的加热介质相应需要不同结构类型的煤气发生炉，如保护气氛炉、盐浴炉、流动粒子炉、炉等。按作业方式可将加热妒分为间隙作业炉、半连续作业炉和连续作业炉。按工艺用途的不同则分类更多，通常依工艺名称命名，如渗碳炉、烧结炉、热压炉、炭化炉、真空淬火炉、钎焊炉等。& & 燃料炉一般按使用燃料进行分类，使用煤的称为煤炉，使用重油的称为油炉，使用煤气或天然气的称为燃气炉或气炉。工业上最早采用的加热炉多为煤炉，但由于能耗大、污染严重、劳动强度高、炉温可控性差等原因Pa前已很少使用。气炉和油炉多用于大型铸锻件的加热，电能紧缺的地区也较多采用。& & 电阻加热分为直接通电加热和电热元件间接加热两种类型．后者就是通常所称的电阻炉。电阻炉因污染少，温度可控性强，是目前使用最为广泛的炉型。按采用加热元件的材料不同，电阻炉可分为不同的类型，如电热合金加热炉、碳硅棒加热、硅铂棒加热炉、钥丝加热炉、碳管加热炉、钨片加热妒等。& & 传统的感应加热炉多用于有色金属冶金行业，高熔点金属和陶瓷的高温烧结也用感应加热炉来完成。电弧炉主要用于黑色金屑。高能粒子加热为特殊加热手段，目前激光加热使用较多。微波加热具有均匀透热、加热速率、节能等，成为材料制备的新型加热手段，具有较好的应用前景。& & 若对气氛无特殊要求，可在空气炉或火焰炉中加热，否则必须在特殊气氛中进行加热。如钢铁在合适的可控气氛中加热可以避免氧化肥碳，渗碳和氮化等化学热处理必须在特殊的活性反应气氛中进行加热，陶瓷或粉末冶金制品一般在保护气氛(氮气、氢气、员气或氨***气等)中进行烧结加热。有时材料的制备和合成必须有气氛的介入，如铂粉的生产大多采用氢气还原炉。真空炉根据真空度的不同可分为超高真空炉(＜10☆Pa)、高真空炉(10“一lo“Pa)、中真空炉(10’一10“Pa)、低真空炉(10“一10’Pa)。预抽真空炉是先抽真空再充入保护气氛。真空炉按其加热结构形式可分为内热式和外热式。真空炉可以实现真空退火和淬回火、真空化学热处理、真空烧结、真空气相沉积镀膜、真空钎焊等工艺。& & 通常使用的液体介质煤气发生炉有盐浴炉、油浴炉和铅浴炉。常用的固体介质煤气发生炉有沙浴炉和流动粒子炉。盐浴炉主要用于工具钢的热处理，有色金属(如铝、镁等)热处理一般在低温盐浴炉中进行。铅浴炉主要用于工件整体或局部的快速加热。& & 材料在不同的炉膛介质中加热时加热效果不同，所以在选用加热炉炉型时，首先应根据工艺要求，确定在一定加热温度下可选用的加热介质。不同炉膛介质加热炉的加热特点不同，其结构类型和使用性能特点也不同，如表1．3所示。加热介质的选用主要考虑材料的制备工艺效果和使用成本。& & 选用空气或燃料气氛加热时，可用电阻炉和燃料炉。燃料炉的炉温波动较大(10一50℃)，热效率较低，为10％一25％，劳动条件较差，设备投资及生产成本较低，一船工艺要求不高时或特殊行业采用。& & 电阻炉的结构简单，操作维修方便，加热过程容易控制，炉温被动较小(5—10℃)，容易实现、自动化，热效率按不同炉型约为20％一60％。炉内气氛除了可用空气或燃料气外，也可用可控气氛及真空，加热效果好，劳动条件好，但设备投资及生产成本较高。一般在工艺要求较高时选用。& & 工艺的多样性、产品的批量和生产成本成为选择不同作业制度的加热炉炉型应考虑的主要因素。不同作业方式加热炉的性能特点及主要用途如表1．4所示。对于单件、多品种工件的生产一般采用间隙式加热炉，而对于大批量或长工艺周期工件的生产一放采用半连续或连续加热炉*& & 总之，炉型的选择取决于加热热源、工作温度、使用介质及工艺用途等。根据制品或零件的尺寸、形状、重量、批量、作业方式等因素，可选择加热炉的结构。炉子的结构类型主要取决于炉膛形状、炉底结构及进出料机构。各行各业的各种不同产品零件对材料工艺要求变化很大，因此材料制备设备结构类型繁多。近年来，为了提高产量、保证质量、节省能源、减少环境污染、改善劳动条件，加热炉结构更新很快，使用性能也得到大幅度的提升*特别是计算机应用于加热炉工艺过程控制，为设备的机械化、自动化流水线生产提供了条件。加热护也可与各种辅助设备配套组合成各种综合性的联动机或生产线，这大幅度地提高了生产效率，稳定了产品质量，降低了生产成本，改善了劳动条件，减少了环境污染。
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