預熱鍛打爐(又稱鍛前加熱爐)的核心任務,是把金屬坯料快速、均勻地加熱到適合鍛造的“熱塑性區”——鋼件一般 1100–1250 ℃,鋁合金 400–500 ℃——以降低變形抗力、提高塑性,減少模具沖擊和鍛裂風險。歸納近期資料,其工作原理可分“三種熱源類型 + 五個共同環節”。
一、三種常見熱源方式
燃氣(天然氣)燃燒
天然氣與助燃空氣經蓄熱式燒嘴或脈沖燒嘴噴入爐膛,火焰及高溫煙氣以 30–60 m/s 的速度掃過坯料表面,熱量 70 % 靠輻射、30 % 靠對流傳遞給金屬;煙氣經對面燒嘴的陶瓷蜂窩體排出,余熱被蓄熱體吸收,下一周期切換空氣流向,實現 80 % 以上廢熱回收,排煙溫度 <150 ℃,可比傳統爐節能 20–30 %。
電阻加熱
0Cr27Al7Mo2 電阻絲(或硅碳棒)布置在爐膛側墻、爐底,通電后產生熱輻射,將坯料從室溫逐步加熱至設定溫度;溫控系統采用 PID 固態繼電器調功,控溫精度 ±2 ℃,適合小批、精密鍛造。
中頻/高頻感應
坯料置于通水銅線圈中,線圈通 1–8 kHz 中頻電流,形成交變磁場,在坯料表層產生渦流而瞬間發熱(集膚效應),升溫速度可達 30 ℃·s?1,氧化皮極少,熱效率 80 % 以上;紅外測溫閉環控制,達到目標溫度后自動出料。
二、五個通用工藝環節(不論熱源)
上料:輥道、鏈帶或機械手把坯料按節拍送入爐膛,連續爐保持 50–300 mm·min?1 速度,周期爐則一次性裝料。
預熱區:利用爐氣余熱或感應低頻段,把坯料升至 600–700 ℃,減輕高溫段熱沖擊,同時回收熱量節能。
加熱區(核心段):爐溫設定在 1150–1250 ℃(鋼),坯料在此停留 10–30 min,保證截面溫差 ≤ ±10 ℃;感應加熱只需幾秒到幾十秒。
均溫/保溫:高溫段末端降低功率或減小感應頻率,使坯料芯表溫度均勻,避免“外熟內生”。
出料與報警:達到設定溫度后,紅外探頭給出信號,氣動/液壓推料機把坯料送到鍛錘或壓力機;若超溫 10 ℃ 以上,系統立即聲光報警并切斷主加熱,防止過燒。
三、結構共性
爐襯:陶瓷纖維模塊 + 輕質澆注料,厚度 200–250 mm,外壁溫升 <45 ℃,蓄熱少、升溫快。
溫控:多點 K 型熱電偶(或紅外)+ PLC 分區 PID,固態繼電器調功,控溫精度普遍 ±2 ℃,高端 ±0.5 ℃。
密封:爐口設耐熱鋼纖維扼流墻 + 雙層風幕,保持零壓,防止冷風倒灌和火焰外冒。