工業(yè)爐和工業(yè)窯爐的分類
工業(yè)爐:
按加熱方式分類:
電阻爐:利用電流通過電阻元件產(chǎn)生的熱量來加熱物料。根據(jù)發(fā)熱元件的不同,可分為絲狀電阻爐(如電爐絲作為發(fā)熱元件)、帶狀電阻爐、棒狀電阻爐等。常用于金屬材料的熱處理、粉末冶金制品的燒結(jié)等,例如對一些小型的金屬零件進行淬火、回火等熱處理操作。
感應(yīng)爐:通過電磁感應(yīng)原理使被加熱物料內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流,進而發(fā)熱來達到加熱的目的??煞譃楦哳l感應(yīng)爐、中頻感應(yīng)爐和工頻感應(yīng)爐。主要用于熔煉金屬,如鋼鐵、有色金屬等,具有加熱速度快、效率高、溫度易于控制等優(yōu)點。
電弧爐:利用電極間產(chǎn)生的電弧放電釋放的能量來加熱和熔化物料。常用于鋼鐵冶煉、合金制備等,能夠處理各種廢舊金屬和合金材料,對于生產(chǎn)高合金鋼、特殊鋼等具有重要作用。
按用途分類:
熔煉爐:主要用于將金屬或非金屬材料加熱至熔化狀態(tài),以便進行后續(xù)的鑄造、精煉等工藝。例如,煉鐵用的高爐、煉銅用的反射爐等都屬于熔煉爐。
加熱爐:用于將物料加熱至一定溫度,以滿足后續(xù)加工或處理的要求,如對鋼材進行加熱以便進行軋制、鍛造等加工。
熱處理爐:專門用于對金屬材料進行各種熱處理工藝,如淬火、回火、退火、正火等,以改變金屬的組織結(jié)構(gòu)和性能。
工業(yè)窯爐:
按煅燒物料品種分類:
陶瓷窯:用于燒制陶瓷制品,如瓷磚、陶瓷餐具、藝術(shù)陶瓷等。根據(jù)陶瓷制品的不同工藝要求和形狀大小,陶瓷窯又可分為隧道窯、輥道窯、梭式窯等多種類型。
水泥窯:是水泥生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備,用于將石灰石、黏土、鐵礦石等原料在高溫下煅燒成熟料。常見的水泥窯有回轉(zhuǎn)窯、立窯等,其中回轉(zhuǎn)窯是現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的主要窯型,具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。
玻璃窯:用于玻璃的熔制和成型,生產(chǎn)出各種玻璃制品,如平板玻璃、玻璃瓶、玻璃纖維等。玻璃窯的溫度非常高,通常在 1000℃以上,需要使用耐高溫的耐火材料。
搪瓷窯:用于搪瓷制品的燒制,將搪瓷釉料涂覆在金屬坯體上后,在搪瓷窯中進行高溫燒制,使釉料與金屬坯體牢固結(jié)合,形成具有良好耐腐蝕性和裝飾性的搪瓷制品。
石灰窯:用于石灰石的煅燒,將石灰石分解為氧化鈣(即石灰)和二氧化碳。石灰窯的類型有豎窯、回轉(zhuǎn)窯、套筒窯等,不同類型的石灰窯適用于不同的生產(chǎn)規(guī)模和工藝要求。
按操作方法分類:
連續(xù)式窯爐:窯爐連續(xù)生產(chǎn),物料在窯內(nèi)不斷移動,依次經(jīng)過預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)、保溫區(qū)和冷卻區(qū)等不同的溫度區(qū)段。例如隧道窯、回轉(zhuǎn)窯等都屬于連續(xù)式窯爐。這種窯爐的優(yōu)點是生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、熱效率較高,適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn),如陶瓷制品的大規(guī)模生產(chǎn)、水泥熟料的生產(chǎn)等。
半連續(xù)窯:介于連續(xù)式和間歇式之間,部分操作是連續(xù)的,部分操作是間歇的。例如,一些窯爐在進料和出料時是間歇的,但在窯內(nèi)的加熱過程是連續(xù)的。這種窯爐適用于一些生產(chǎn)過程中需要進行中間處理或調(diào)整的工藝。
間歇式窯爐:窯爐間斷生產(chǎn),一批物料加工完成后,需要停止加熱,將物料取出,然后再裝入新的物料進行下一批次的加工。如室式窯、臺車式窯、井式窯等都屬于間歇式窯爐。間歇式窯爐的優(yōu)點是操作靈活,適用于小批量、多品種的生產(chǎn),以及一些對加熱工藝要求較高、需要精確控制溫度和時間的產(chǎn)品加工。
按熱源分類:
火焰窯:使用固體、液體或氣體燃料在窯內(nèi)的燃燒產(chǎn)生熱量來加熱物料。常見的燃料有煤、重油、天然氣、液化氣等?;鹧娓G的結(jié)構(gòu)和燃燒方式根據(jù)燃料的種類和窯爐的用途而有所不同,如倒焰窯、梭式窯、隧道窯等都屬于火焰窯。
電熱窯:將電能轉(zhuǎn)化為熱能來加熱物料,主要通過電阻發(fā)熱元件、感應(yīng)線圈或電弧等方式將電能轉(zhuǎn)化為熱量。電熱窯具有溫度控制精度高、加熱均勻、清潔環(huán)保等優(yōu)點,適用于對溫度控制要求嚴格、產(chǎn)品質(zhì)量要求高的生產(chǎn)工藝,如電子陶瓷的燒制、特種材料的熱處理等。
按熱源面向坯體狀況分類:
明焰窯:火焰直接進入窯內(nèi)與坯體接觸,使坯體直接受到火焰的輻射和對流加熱。這種窯爐的加熱速度快,溫度均勻性較好,但對坯體的要求較高,需要坯體能夠承受火焰的直接作用,否則容易出現(xiàn)變形、開裂等問題。常用于陶瓷、玻璃等行業(yè)。
隔焰窯:火焰不直接進入窯內(nèi),而是通過隔焰板或其他隔熱裝置將火焰與坯體隔開,使坯體通過隔焰板傳遞的熱量進行加熱。隔焰窯可以避免火焰中的雜質(zhì)和污染物對坯體的影響,適用于對產(chǎn)品質(zhì)量要求較高、需要純凈加熱環(huán)境的工藝,如電子陶瓷、光學玻璃等的生產(chǎn)。
半隔焰窯:部分火焰直接進入窯內(nèi),部分火焰通過隔焰裝置進行加熱,兼具明焰窯和隔焰窯的特點。這種窯爐在一定程度上可以兼顧加熱速度和產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
按坯體運載工具分類:
有窯車窯:物料放置在窯車上,窯車在軌道上運行,將物料帶入窯內(nèi)進行加熱。窯車可以方便地裝卸物料,適用于大型、重型物料的加工,如大型的陶瓷制品、水泥預(yù)制件等。
推板窯:物料放置在推板上,通過推板的推動在窯內(nèi)移動。推板窯的結(jié)構(gòu)相對簡單,操作方便,適用于小型、薄型物料的連續(xù)生產(chǎn),如電子元件、陶瓷片等的燒制。
輥底窯(輥道窯):由一系列平行排列的輥子組成輥道,物料放置在輥子上,隨著輥子的轉(zhuǎn)動在窯內(nèi)移動。輥底窯的輸送速度快,生產(chǎn)效率高,適用于大規(guī)模、連續(xù)化的生產(chǎn),如陶瓷磚、玻璃板材等的生產(chǎn)。
輸送帶窯:物料放置在輸送帶上,通過輸送帶的運動在窯內(nèi)進行輸送。輸送帶窯的適用范圍較廣,可以用于各種形狀和大小的物料的加熱,如食品的烘烤、木材的干燥等。
步進梁式窯:物料放置在步進梁上,步進梁按照一定的節(jié)奏在窯內(nèi)進行步進運動,使物料逐步通過窯內(nèi)的各個溫度區(qū)域。步進梁式窯可以精確控制物料的移動速度和停留時間,適用于對加熱工藝要求嚴格的產(chǎn)品生產(chǎn),如汽車零部件的熱處理等。
氣墊窯:利用氣體的壓力將物料懸浮在氣墊上,使物料在窯內(nèi)進行輸送。氣墊窯具有輸送平穩(wěn)、無摩擦、無磨損等優(yōu)點,適用于對表面質(zhì)量要求較高的物料的加工,如玻璃基板、半導(dǎo)體材料等。
各種工業(yè)窯爐的使用范圍:
隧道窯:廣泛應(yīng)用于陶瓷制品(如瓷磚、陶瓷潔具等)、耐火材料、磚瓦等產(chǎn)品的連續(xù)化生產(chǎn)。其生產(chǎn)效率高,能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
回轉(zhuǎn)窯:在水泥、石灰、冶金(如鐵礦石的直接還原、氧化鋁礦物的焙燒等)、化工(如碳酸鈣的煅燒)等行業(yè)應(yīng)用廣泛。可以處理大量的物料,對物料的適應(yīng)性強,能夠在高溫、連續(xù)的條件下進行復(fù)雜的物理化學反應(yīng)。
梭式窯:常用于陶瓷、耐火材料等行業(yè)的小批量、多品種生產(chǎn),以及新產(chǎn)品的試制。由于其操作靈活,可以根據(jù)不同的產(chǎn)品要求進行精確的溫度和氣氛控制。
井式窯:主要用于對長軸類、桿狀類等形狀的工件進行加熱、熱處理等加工,如對軸類零件的淬火、回火,以及一些長桿狀的陶瓷制品的燒制等。
輥道窯:適用于平板狀、薄片狀的產(chǎn)品生產(chǎn),如陶瓷薄板、玻璃基板、太陽能電池板等。其生產(chǎn)過程連續(xù),產(chǎn)品質(zhì)量高,能夠滿足高精度產(chǎn)品的生產(chǎn)要求。
各種工業(yè)窯爐的節(jié)能比較:
電熱窯:由于電能的轉(zhuǎn)化效率較高,且可以精確控制加熱溫度和時間,因此在節(jié)能方面具有一定的優(yōu)勢。特別是一些采用先進的電熱技術(shù)(如中頻感應(yīng)加熱、微波加熱等)的電熱窯,能夠進一步提高能源利用效率。但是,在電力供應(yīng)緊張或電價較高的地區(qū),其運行成本可能會較高。
連續(xù)式窯爐(如隧道窯、回轉(zhuǎn)窯等):相比于間歇式窯爐,連續(xù)式窯爐的熱效率較高。因為連續(xù)式窯爐的生產(chǎn)是不間斷的,窯爐內(nèi)的溫度制度處于穩(wěn)定狀態(tài),沒有周期性的爐墻蓄熱損失。而且,連續(xù)式窯爐通常會設(shè)置預(yù)熱器,能夠充分利用煙氣的余熱對物料進行預(yù)熱,從而提高能源的利用效率。
采用新型燃燒技術(shù)的火焰窯:如采用富氧燃燒、蓄熱式燃燒等技術(shù)的火焰窯,可以提高燃料的燃燒效率,減少燃料的消耗,從而達到節(jié)能的目的。例如,富氧燃燒可以使燃料在更高的氧氣濃度下燃燒,提高燃燒速度和溫度,增加燃燒的完全性,從而減少燃料的用量;蓄熱式燃燒技術(shù)可以回收煙氣中的余熱