火焰炉

以燃料燃烧的火焰为热源的冶金炉。火焰炉炉膛内的火焰通常与物料直接接触，火焰直接给物料加热。炉子内壁既辐射热量，也部分地反射投射来的热量，在热交换过程中起重要作用。有时为防止物料（工件）的氧化，将火焰与物料隔开，火焰的热量通过隔墙间接传给物料。火焰炉既可用来加热物料，也可用来熔化物料。

火焰炉按工作室的形状可分为膛式火焰炉和回转炉两类。

膛式火焰炉它的工作室叫做炉膛，由炉底、炉墙和炉顶组成。用作加热炉或热处理炉时，炉底的结构有多种型式，并可按炉底结构称为车底炉、推料式炉、步进炉、辊底炉、链式炉、环形炉等。熔炼用火焰炉（如平炉、炼铜反射炉）的炉底是凹下的熔池，用以存放熔融金属。熔池的形状，呈长方形、圆形或椭圆形。熔池底部有液体金属的排出口。炉墙上有炉门、窥视孔、出渣口等。炉顶结构有拱顶和吊顶两种；前者用于宽度较小的炉子，后者用于较宽的炉子。

在高温火焰炉上，火焰直接进入炉膛。如以块煤为燃料，则需单独设置固体燃料的燃烧室，火焰翻过火口进入炉膛。如以粉煤、煤气或燃料油为燃料，则需用燃烧器（见冶金炉燃烧装置）。当煤气和（或）空气预热温度很高时，如平炉，则用耐火砖砌成炉头，与炉膛连成一体。火焰炉的炉膛废气温度较高，常用换热器或蓄热室回收废气热量。预热空气和煤气是为了提高燃烧温度和降低能耗。空气不预热时，重油炉的温度可略高于1500，粉煤炉的温度可略高于1450。如空气预热到 1000，则炉内温度可达1700以上。

蓄热室是周期性的交替轮换进行工作，所以蓄热式炉必须进行换向操作，即每隔一定时间（例如半小时）必须变更一次炉内火焰的流动方向。每次换向都会使炉子温度发生波动。由于要换向，所以炉膛的火焰入口和废气出口，在结构上必须相同；换向前的火焰入口，就是换向后的废气出口。

在中温火焰炉上，进入炉内的不是正在燃烧的火焰，而是具有一定温度的燃烧产物。燃料的燃烧过程，不在炉膛中进行，而是在与炉膛隔开的燃烧室中进行。这种燃烧室，通常布置在炉底以下，有时布置在炉膛的侧面或顶部（见图）

炉气的运动方向通常与炉料相反。燃烧器（使用粉煤、重油或煤气）位于出料端，安装在固定的“炉头”端墙上。废气从装料端排出，经垂直的烟道进入收尘系统和排烟系统。回转炉炉体的两端分别伸到垂直烟道和固定“炉头”之中。

为了冷却出炉散料，并利用其余热，可采用冷却筒。它的结构与回转炉相仿，但不供给燃料。为了强化冷却过程，可向冷却筒中鼓入冷空气，并在预热后用作回转炉的助燃空气。

这种结构与炉气循环结合，既可使燃料完全燃烧，又可使炉温保持均匀。在炉墙上均匀地设置若干小型无焰燃烧器，采用高速烧嘴以及用耐热风机使炉气循环，也是使炉温均匀的有效方法。低温火焰炉，燃烧过程必须在炉膛外（燃烧室内）完成，炉气循环也十分重要。火焰炉热工操作方面的主要参数有：热负荷、空气消耗系数、预热温度、炉膛压力等。对于蓄热式炉子，还有换向时间间隔；对于使用混合燃料的炉子，还应考虑燃料发热值的调节（即两种或两种以上燃料的流量配比）。这些参数对于炉子的生产率、热效率以及炉子寿命都有直接影响。制订火焰炉的热工制度，就是要正确地掌握这些参数的数值。在间歇式炉上，要掌握这些参数随时间的变化；在连续式炉上，要掌握它们沿炉子长度的变化。回转炉或称回转窑，在冶金工业中用于铁矿石的直接还原、氧化铝矿物的焙烧、粘土矿物的焙烧，以及各种散状原料的焙烧挥发、离析和干燥作业。回转炉的炉体呈圆筒形，用厚钢板制成，筒内衬以耐火材料。炉体横架在支座的滚轮上，稍倾斜(4～6％)。炉体长度与直径之比在12:1到30:1之间。操作时炉体匀速转动。由于炉体的倾斜和转动，炉料由高处逐渐移向低处。炉料在运动过程中逐渐升温，并依次发生物理、化学变化。回转炉的温度一般控制在炉料熔点以下。炉气的运动方向通常与炉料相反。燃烧器（使用粉煤、重油或煤气）位于出料端，安装在固定的“炉头”端墙上。废气从装料端排出，经垂直的烟道进入收尘系统和排烟系统。回转炉炉体的两端分别伸到垂直烟道和固定“炉头”之中。为了冷却出炉散料，并利用其余热，可采用冷却筒。它的结构与回转炉相仿，但不供给燃料。为了强化冷却过程，可向冷却筒中鼓入冷空气，并在预热后用作回转炉的助燃空气。