真空爐在我國的發展史

　 真空爐 ，即在爐腔這一特定空間內利用真空系統（由真空泵、真空測量裝置、真空閥門等元件經過精心組裝而成）將爐腔內部分物質排出，使爐腔內壓強小于一個標準大氣壓，爐腔內空間從而實現真空狀態，這就是真空爐。真空爐的創造和發展對人類進步起著十分重要的作用。中國在商代出現了較為完善的煉銅爐，爐溫達到1200℃，爐子內徑達0.8米。在春秋戰國時期，人們在熔銅爐的基礎上進一步掌握了提高爐溫的技術，從而生產出了鑄鐵。   　　1794年，世界上出現了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。后到1864年，法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。他利用蓄熱室對空氣和煤氣進行高溫預熱，從而保證了煉鋼所需的1600℃以上的溫度。1900年前后，電能供應逐漸充足，開始使用各種電阻爐、電弧爐和有芯感應爐。   　　二十世紀50年代，無芯感應爐得到迅速發展。后來又出現了電子束爐，利用電子束來沖擊固態燃料，能強化表面加熱和熔化高熔點的材料。用于鍛造加熱的爐子最早是手鍛爐，其工作空間是一個凹形槽，槽內填入煤炭，燃燒用的空氣由槽的下部供入，工件埋在煤炭里加熱。這種爐子的熱效率很低，加熱質量也不好，而且只能加熱小型工件，以后發展為用耐火磚砌成的半封閉或全封閉爐膛的室式爐，可以用煤，煤氣或油作為燃料，也可用電作為熱源，工件放在爐膛里加熱。   　　為便于加熱大型工件，又出現了適于加熱鋼錠和大鋼坯的臺車式爐，為了加熱長形桿件還出現了井式爐。20世紀20年代后又出現了能夠提高爐子生產率和改善勞動條件的各種機械化、自動化爐型。工業爐的燃料也隨著燃料資源的開發和燃料轉換技術的進步，而由采用塊煤、焦炭、煤粉等固體燃料逐步改用發生爐煤氣、城市煤氣、天然氣、柴油、燃料油等氣體和液體燃料，并且研制出了與所用燃料相適應的各種燃燒裝置。   　　 真空爐 的結構、加熱工藝、溫度控制和爐內氣氛等，都會直接影響加工后的產品質量。在鍛造加熱爐內，提高金屬的加熱溫度，可以降低變形阻力，但溫度過高會引起晶粒長大、氧化或過燒，嚴重影響工件質量。在熱處理過程中，如果把鋼加熱到臨界溫度以上的某一點，然后突然冷卻，就能提高鋼的硬度和強度;如果加熱到臨界溫度以下的某一點后緩慢冷卻，則又能使鋼的硬度降低而使韌性提高。   　　為了獲得尺寸精確和表面光潔的工件，或者為了減少金屬氧化以達到保護模具、減少加工余量等目的，可以采用各種少無氧化加熱爐。在敞焰的少無氧化加熱爐內，利用燃料的不完全燃燒產生還原性氣體，在其中加熱工件可使氧化燒損率降低到0.3%以下。   　　可控 真空爐 是使用人工制備的氣氛，通入爐內可進行氣體滲碳、碳氮共滲、光亮淬火、正火、退火等熱處理：以達到改變金相組織、提高工件機械性能的目的。在流動粒子爐中，利用燃料的燃燒氣體，或外部施加的其他流化劑，強行流過爐床上的石墨粒子或其他惰性粒子層，工件埋在粒子層中能實現強化加熱，也可進行滲碳、氮化等各種無氧化加熱。在鹽浴爐內，用熔融的鹽液作為加熱介質，可防止工件氧化和脫碳。   　　在沖天爐內熔煉鑄鐵，往往受到焦炭質量、送風方式、爐料情況和空氣溫度等條件的影響，使熔煉過程難于穩定，不易獲得優質鐵水。熱風沖天爐能有效地提高鐵水溫度、減少合金燒損、降低鐵水氧化率，從而能生產出高級鑄鐵。   　　隨著無芯感應爐的出現，沖天爐有逐步被取代的趨勢。這種感應爐的熔煉工作不受任何鑄鐵等級的限制，能夠從熔煉一種等級的鑄鐵，很快轉換到熔煉另一種等級的鑄鐵，有利于提高鐵水的質量。一些特種合金鋼，如超低碳不銹鋼以及軋輥和汽輪機轉子等用的鋼，需要將平爐或一般電弧爐熔煉出的鋼水，在精煉爐內通過真空除氣和氬氣攪動去雜，進一步精煉出高純度、大容量的優質鋼水。   　　為了使爐溫恒定和實現規定的升溫速度，除必須根據工藝要求、預熱器和爐用機械型式、燃料和燃燒裝置類別、 真空爐 排煙方式等確定優良的爐型結構外，還需要對燃料和助燃空氣的流量和壓力，或對電功率等可控變量通過各種控制單元進行相互調節，以實現爐溫、爐氣氛或爐壓的自動控制。燃氣為液化氣，天然氣，焦爐煤氣，城市煤氣，轉爐煤氣，混合煤氣，發生爐煤氣，高爐煤氣等。