锻造设备加热优化方案

在锻造生产中，根据加热采用热源的不同分为火焰加热和电加热，前者利用烟煤、重油或煤气燃烧时产生的高温火焰直接加热金属，后者利用电能转化为热能加热金属。其中，火焰加热炉包括手锻炉、反射炉、油炉和煤气炉，电加热装置包括电阻加热装置（如电阻炉）、感应加热装置和接触加热装置。

1.手锻炉

手锻炉由灰坑、火沟槽、送风装置及其他辅助装置构成，其结构简图如图3－1所示。手锻炉是以煤或焦炭作为燃料的火焰加热炉。煤由前炉门7加入，放在炉箅4上面，而燃烧煤所用的空气则由鼓风机3经过风管从炉箅4下面进入煤层。后炉门5一般都是与炉箅4相对的，这样不仅便于出渣，而且也可以供加热长杆或轴类锻件时外伸之用。

手锻炉结构简单，操作容易，升温快，但加热温度不均匀，加热质量不高，劳动生产率低，在单件、小批量生产或局部加热生产中应用较多。因此，手锻炉是目前锻造实习中普遍采用的加热设备之一。

2.反射炉

反射炉是以煤为燃料的火焰加热炉，燃料在燃烧室中燃烧，高温炉气及火焰通过炉顶反射到加热室中加热金属坯料，其结构简图如图3－2所示。燃烧室1中产生的高温炉气越过火墙2反射进入加热室3（炉膛）内加热坯料4，燃烧所需要的空气经过换热器8预热后送入燃烧室1，而废气经烟道7排出，坯料从炉门5装取。

图3－1　手锻炉结构简图

1－灰坑；2－火沟槽；3－鼓风机；4－炉箅；5－后炉门；6－烟囱；7－前炉门；8－堆料平台

图3－2　反射炉结构简图

1－燃烧室；2－火墙；3－加热室；4－坯料；5－炉门；6－鼓风机；7－烟道；8－换热器

反射炉普遍适用于中、小批量锻件的生产。(www.xing528.com)

3.室式重油炉和煤气炉

室式（箱式）重油炉结构简图如图3－3所示。重油和压缩空气分别由两个管道送入喷嘴，压缩空气从喷嘴喷出时所造成的负压将重油带出并喷成雾状，在炉膛内燃烧。

煤气炉的构造与重油炉基本相同，主要区别是喷嘴的构造不同。

4.电阻炉

电阻炉是常用的电加热设备，利用电流通过布置在炉膛围壁上的电热元件产生的电阻热为热源。中温箱式电阻炉的结构简图如图3－4所示，该装置以电阻丝作为电热元件，通常做成丝状或带状，放在炉内的砖槽中或搁板上，最高使用温度为1000℃；高温箱式电阻炉通常以硅碳棒作为电热元件，最高使用温度为1350℃。

电阻炉结构简单，体积小，操作简便，炉温均匀并易于调节，坯料氧化较小，加热质量好，坯料加热温度适应范围较大，但电能消耗大，热效率较低，适合于自由锻或模锻合金钢、有色金属坯料的单件或成批加热。

图3－3　室式重油炉结构简图

1－坯料；2－炉膛；3－炉门；4－喷嘴；5－烟道

图3－4　中温箱式电阻炉的结构简图

1－踏杆（控制炉门升降）；2－炉门；3－电阻丝；4－炉膛；5－坯料

感应加热是利用交流感应线圈产生交变磁场，使置于线圈中的坯料产生涡流损耗和磁滞损耗而升温加热，具有加热速度快、加热质量好、控温准确、易于实现自动化等特点，但是成本高。感应器能加热的坯料尺寸小，适合于模锻或有色金属坯料的大批量加热。接触加热是利用大电流通过金属坯料产生的电阻热加热。这种加热方式加热速度快、金属烧损少、热效率高，适合于模锻坯料的大批量加热。