高效节能的热处理设备

热处理节能的主要途径是生产的科学管理，采用节能工艺，使用节能设备。热处理设备的节能主要应从加热设备入手，首先要合理选用能源。我国热处理炉主要用电的能源结构是不尽合理的，电是二次能源，热电厂的发电效率为30%～40%，电阻炉的综合热效率不超过30%。而天然气是一次能源，用天然气燃烧炉加热，加上预热空气等措施可使热效率达到65%以上。因此一般来说，燃烧炉比电能节能。

加热设备的连续运转可减少辅助时间，提高设备有效利用率，节能效果显著。因此，若生产批量足够，采用连续式炉比周期式炉节能。据日本一个工厂的经验，当加热温度为900～950℃时，推杆式连续炉的单位能耗是377×10⁴kJ/t，热效率达40%，而箱式周期炉单位能耗达到500×10⁴kJ/t，热效率只有30%。同样是日本的经验，在生产率相当的箱式、井式、输送带式和振底炉四种炉型中以井式炉和振底炉热效率最高，因为井式炉密封性好、散热面积小，而振底炉则无需夹具、料盘之故。

近代日本的箱式炉和连续式炉都改成圆筒形外壳，欧洲的炉子也有同样的趋向。这是由于圆筒形比箱形外壳外表面积小近14%，外壁温度要低约10℃，可减少炉壁散热20%，最终传热处理单位能耗降低7%。

用陶瓷纤维炉衬代替重质粘土砖炉衬可减少炉墙蓄热，加速炉子升温，是明显节能的措施，据报道一般炉子升温时间可缩短近80%，输送带式炉升温时间缩短近90%，节约燃料约50%；装炉400kg的密封渗碳淬火炉用陶瓷纤维炉衬可节约13%燃料，空炉升温时间缩短三分之一，清炉（炉气恢复）时间减少到原来的四分之一。

减少炉壁开孔，关严炉门，减少开启炉门频繁程度，盐浴炉和粒子炉加盖，缩小井式渗碳炉排气孔，密封多用炉前室炉门封死，都有利于防止散热，减少热损失。(www.xing528.com)

据日本经验，用在加热夹具、料盘、料筐、输送带的热能为总耗量的79%～29%。井式炉中的吊具最重，链板式输送带很长，加热后冷却又重新入炉加热，无效热能损失大。因此用优质高热强材料，减轻这些工装吊具重量，从节能角度还是很划算的。

燃烧炉排出的废气温度比炉温要高出100℃以上。近代的换热器可利用废热把燃烧用空气预热到700～800℃，而无须担心NO_x超标，此时可提高燃烧效率30%～50%。同样是日本经验，合理调节和控制燃烧系数（空/燃比）可以节约30%～40%的燃料。推广使用高效燃烧器和辐射管也是提高燃烧效率的有效方法。当前研发出使用蜂窝状可预热空气热交换器，其燃烧器和辐射管采取双向交替燃烧方式，已在热处理加热炉上应用。

在连续式渗碳、淬火、清洗、回火生产线上采取废热的充分利用，节能效果显著。渗碳前工件经燃烧脱脂，脱脂炉用渗碳废气添加丁烷燃烧加热，烧掉表面切削油脂，蒸发的油脂气亦参与燃烧，释放热量，同时将工件预热到500～550℃，脱脂炉的废热可满足回火炉的加热，如此可回火50%的热能。淬火油的热量可加热清洗用碱水和漂洗用清水，能回火40%～60%的热能。据日本东京热处理（株）报道，通过废热的多次利用可使整条渗碳、淬火、回火生产线的燃料消耗减少近40%。

采用1000℃以上的高温渗碳设备可缩短30%～50%的渗碳时间。在真空炉中施行低压渗碳，在MoSi₂发热体的电阻炉中进行1050～1100℃渗碳都可使渗碳周期减少一半以上，从而显著节约燃料和电能。