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,销售蓄热式加热炉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,蓄热式加热炉生产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。
工业炉还广泛应用于其他工业,如冶金工业的金属熔炼炉、矿石烧结炉和炼焦炉;绍兴蓄热式加热炉石油工业的蒸馏炉和裂化炉;煤气工业的发生炉;硅酸盐工业的水泥窑和玻璃熔化、玻璃退火炉; 食品工业的烘烤炉等。 工业炉的创造和发展对人类进步起着十分重要的作用。中国在商代出现了较为完善的炼铜炉,炉温达到1200℃,炉子内径达0. 8 米。在春秋战国时期,人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术,从而生产出了铸铁。 1794 年,世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。蓄热式加热炉生产后到1864 年,法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理,建造了用气体燃料加热的台炼钢平炉。他利用蓄热室对空气和煤气进行高温预热,从而保证了炼钢所需的1600℃以上的温度。1900 年前后,电能供应逐渐充足,开始使用各种电阻炉、电弧炉和有芯感应炉。
为了使炉温恒定和实现规定的升温速度,除必须根据工艺要求、预热器和炉用机械型式、燃料和燃烧装置类别、工业炉排烟方式等确定优良的炉型结构外,还需要对燃料和助燃空气的流量和压力,销售蓄热式加热炉或对电功率等可控变量通过各种控制单元进行相互调节,以实现炉温、炉气氛或炉压的自动控制工业炉行业采用脉冲燃烧的必要性高档工业产品对炉内温度场的均匀性要求较高,蓄热式加热炉生产对燃烧气氛的稳定可控性要求较高,使用传统的连续燃烧控制无法实现。随着宽断面、大容量的工业炉的出现,必须采用脉冲燃烧控制技术才能控制炉内温度场的均匀性。
为便于加热大型工件,又出现了适于加热钢锭和大钢坯的台车式炉,为了加热长形杆件还出现了井式炉。销售蓄热式加热炉20 世纪20 年代后又出现了能够提高炉子生产率和改善劳动条件的各种机械化、自动化炉型。工业炉的燃料也随着燃料资源的开发和燃料转换技术的进步,而由采用块煤、焦炭、煤粉等固体燃料逐步改用发生炉煤气、城市煤气、天然气、柴油、燃料油等气体和液体燃料,蓄热式加热炉生产并且研制出了与所用燃料相适应的各种燃烧装置。
回收利用烟气带走的热量占燃料炉总供热量的30%~70%,充分回收烟气余热是节约能源的主要途径[8]。销售蓄热式加热炉通常烟气余热利用途径有:(1)装设预热器,利用烟气预热助燃空气和燃料。(2)装设余热锅炉,产生热水或蒸汽,以供生产或生活用。(3)利用烟气作为低温炉的热源或用来预热冷的工件或炉料。回收烟气余热的有效和应用广的是换热器。我国开发和推广应用的高效换热器有片状换热器,各种喷流换热器,蓄热式加热炉生产各种插入件管式换热器,旋流管式换热器,麻花管式换热器,各种组合式换热器,煤气管状换热器和蓄热式换热器等。蓄热式换热器是今后技术发展趋势,其余热利用后的废气排放温度在200℃以下,节能效益可达30%以上。