火焰爐是以燃料燃燒的火焰為熱源的。火焰爐爐膛內的火焰通常與物料直接接觸，火焰直接給物料加熱。爐子內壁既輻射熱量，也部分地反射投射來的熱量，在熱交換過程中起重要作用。有時為防止物料（工件）的氧化，將火焰與物料隔開，火焰的熱量通過隔牆間接傳給物料。火焰爐既可用來加熱物料，也可用來熔化物料。
基本介紹
- 中文名：火焰爐
- 外文名：flame furnaces
- 用途：加熱物料，也可用來熔化物料
- 分類：膛式火焰爐和迴轉爐
- 分類：膛式火焰爐和迴轉爐
簡介,膛式火焰爐,操作原理,迴轉爐,煤氣火焰爐,火焰爐特點,
簡介
以燃料燃燒的火焰為熱源的各種工業用爐，統稱為火焰爐。火焰爐爐膛內的火焰通常與物料直接接觸，火焰直接加熱物料。火焰爐內壁既輻射熱量，也部分地反射投射來的熱量，在熱交換過程中起重要作用。有時為防止物料（工件）的氧化，將火焰與物料隔開，火焰的熱量通過隔牆間接傳給物料。火焰爐既可用來加熱物料，也可用來熔化物料。
火焰爐按工作室的形狀可分為膛式火焰爐和迴轉爐兩類。
膛式火焰爐
它的工作室叫做爐膛，由爐底、爐牆和爐頂組成。用作或時，爐底的結構有多種型式，並可按爐底結構稱為車底爐、推料式爐、步進爐、輥底爐、鏈式爐、環形爐等。熔煉用火焰爐（如、煉銅）的爐底是凹下的熔池，用以存放熔融金屬。熔池的形狀，呈長方形、圓形或橢圓形。熔池底部有液體金屬的排出口。爐牆上有爐門、窺視孔、出渣口等。爐頂結構有拱頂和吊頂兩種；前者用於寬度較小的爐子，後者用於較寬的爐子。
操作原理
在高溫火焰爐上，火焰直接進入爐膛。如以塊煤為燃料，則需單獨設定固體燃料的燃燒室，火焰翻過火口進入爐膛。如以粉煤、煤氣或燃料油為燃料，則需用燃燒器。當煤氣和（或）空氣預熱溫度很高時，如平爐，則用耐火磚砌成爐頭，與爐膛連成一體。火焰爐的爐膛廢氣溫度較高，常用換熱器或蓄熱室回收廢氣熱量。預熱空氣和煤氣是為了提高燃燒溫度和降低能耗。空氣不預熱時，重油爐的溫度可略高於1500℃，粉煤爐的溫度可略高於1450℃。如空氣預熱到1000℃，則爐內溫度可達1700℃以上。
蓄熱室是周期性的交替輪換進行工作，所以蓄熱式爐必須進行換向操作，即每隔一定時間（例如半小時）必須變更一次爐內火焰的流動方向。每次換向都會使爐子溫度發生波動。由於要換向，所以爐膛的火焰入口和廢氣出口，在結構上必須相同；換向前的火焰入口，就是換向後的廢氣出口。
在中溫火焰爐上，進入爐內的不是正在燃燒的火焰，而是具有一定溫度的燃燒產物。燃料的燃燒過程，不在爐膛中進行，而是在與爐膛隔開的燃燒室中進行。這種燃燒室，通常布置在爐底以下，有時布置在爐膛的側面或頂部。這種結構與爐氣循環結合，既可使燃料完全燃燒，又可使爐溫保持均勻。在爐牆上均勻地設定若干小型無焰燃燒器，採用高速燒嘴以及用耐熱風機使爐氣循環，也是使爐溫均勻的有效方法。低溫火焰爐，燃燒過程必須在爐膛外（燃燒室內）完成，爐氣循環也十分重要。
火焰爐熱工操作方面的主要參數有：熱負荷、空氣消耗係數、預熱溫度、爐膛壓力等。對於蓄熱式爐子，還有換向時間間隔；對於使用混合燃料的爐子，還應考慮燃料發熱值的調節（即兩種或兩種以上燃料的流量配比）。這些參數對於爐子的生產率、熱效率以及爐子壽命都有直接影響。制訂火焰爐的熱工制度，就是要正確地掌握這些參數的數值。在間歇式爐上，要掌握這些參數隨時間的變化；在連續式爐上，要掌握它們沿爐子長度的變化。
迴轉爐
或稱迴轉窯，在冶金工業中用於鐵礦石的直接還原、氧化鋁礦物的焙燒、粘土礦物的焙燒，以及各種散狀原料的焙燒揮發、離析和乾燥作業。
迴轉爐的爐體呈圓筒形，用厚鋼板製成，筒內襯以耐火材料。爐體橫架在支座的滾輪上，稍傾斜(4～6%)。爐體長度與直徑之比在12:1到30:1之間。操作時爐體勻速轉動。由於爐體的傾斜和轉動，爐料由高處逐漸移向低處。爐料在運動過程中逐漸升溫，並依次發生物理、化學變化。迴轉爐的溫度一般控制在爐料熔點以下。
爐氣的運動方向通常與爐料相反。燃燒器（使用粉煤、重油或煤氣）位於出料端，安裝在固定的“爐頭”端牆上。廢氣從裝料端排出，經垂直的煙道進入收塵系統和排煙系統。迴轉爐爐體的兩端分別伸到垂直煙道和固定“爐頭”之中。
為了冷卻出爐散料，並利用其餘熱，可採用冷卻筒。它的結構與迴轉爐相仿，但不供給燃料。為了強化冷卻過程，可向冷卻筒中鼓入冷空氣，並在預熱後用作迴轉爐的助燃空氣。
煤氣火焰爐
煤氣火焰爐是以煤氣為燃料，配備煤氣發生爐自產煤氣或者大型煤氣站輸送的管道煤氣通過煤氣燒嘴進行噴射燃燒。煤氣火焰爐在各種爐窯上都有套用，隧道窯、梭式窯、推板窯等。一些以煤塊為燃料有燃燒室的火焰爐改為煤氣火焰爐時，可以直接在加熱室噴射燃燒，升溫會更快，更節能。
火焰爐特點
火焰爐的最大優點是：熔化速度快，產量高。在嚴格遵守熔煉、精煉及轉注工藝制度的情況下，可得到滿意的鑄錠質量。其缺點是：金屬燒損大，熔體吸氣量多，熱效率低，能耗大；使用天然氣、重油和煤氣作燃料時，噪聲較大；同時，燃料燃燒產生大量的廢氣，如果排煙及通風設備不齊全，有可能污染車間空氣，惡化作業環境。為了提高火焰爐的熱效率，通常設定廢熱利用裝置，使熱效率可提高到60%左右。
