馬弗爐的作用及其原理

采用馬弗的主要目的是使工件免受燃燒產(chan) 物的影響。另外一個(ge) 目的則是消除工業(ye) 爐馬弗壁“燃燒側(ce) ”溫度的不均勻性。如果僅(jin) 僅(jin) 為(wei) 了溫度的均勻化而采用馬弗則往往將它的頂部做成開敞的，這是所謂半馬弗。但一般的馬弗是把工件的四周全都包圍起來。有的馬弗是用來包圍燃燒氣的，這種馬弗通常是一些管子，叫做輻射管。把工件四周全都包圍起來的馬弗，其加熱能力：燃燒產(chan) 物m58馬弗爐決(jue) 定於(yu) 工件表而積、工件黑度和馬弗內(nei) 璧狀況(溫度、麵積、黑度)。但在這些變數彼此相同的情況下，馬弗的加熱能力仍然略小於(yu) 直接燃燒式爐(具有同樣壁溫)的加熱能力，這是因為(wei) 燃燒產(chan) 物比爐壁熱，而馬弗內(nei) 卻沒有燃燒產(chan) 物。
 

　　對於(yu) 把工件四周全都包圍起來的馬弗，必須注意以下情況，即：馬弗壁具有熱阻，因而馬弗壁的內(nei) 側(ce) 要比外側(ce) 冷。又因為(wei) 馬弗是位於(yu) 爐壁與(yu) 工件之間的一個(ge) 輻射屏，這個(ge) 輻射屏能使傳(chuan) 熱量(指固體(ti) 的輻射傳(chuan) 熱)減少一半，所以馬弗壁的外側(ce) 又比馬弗周圍的爐壁耐火材料冷。這一點可以用下述推理予以證明：設絕dui溫度為(wei) 的麵積向著絕dui溫度為(wei) ：r2的同樣大小的麵積w進行輻射.，那麽(me) 每小時的傳(chuan) 熱量Q=(7V—7V)。如果有一個(ge) 極其薄的薄壁介於(yu) 這兩(liang) 個(ge) 麵積之間，那麽(me) 這個(ge) 薄壁很快會(hui) 達到一個(ge) 中間的絕dui溫度為(wei) 了使溫度保持平衡，這個(ge) 介午中間的薄壁必須把它從(cong) 高溫麵積那裏所接受到的熱量*輻射給低溫麵積。由此，可以導出下述兩(liang) 個(ge) 中間方程式，BP：0/(kA)=7V-7V和Q/(kA)-7V將這兩(liang) 個(ge) 方程式相加，中間溫度會(hui) 被消掉。結果得出Q=lAkA(7V—7V)，這一方程式證明，即使無限薄的馬弗也會(hui) 把固體(ti) 的輻射傳(chuan) 熱擋掉一半。然而，火焰輻射並不遵循四次方定律，所以實際：減掉的傳(chuan) 熱量應略少於(yu) 一半。
 

　　馬弗的加熱能力還受馬弗壁的強度和壽命所限製。這一情況可以舉(ju) 一個(ge) 例子予以說明。假設要把鋼料放在爐子裏加熱到540°C，並假設鋼料的加熱速度為(wei) 122公斤/米時，那麽(me) ，傳(chuan) 給毎公斤鋼料的熱量應等於(yu) 138千卡。毎小時每平方米爐底麵積所傳(chuan) 給鋼料的熱量應等於(yu) 122x138=16840千卡。在普通情況下，馬弗的傳(chuan) 熱表麵與(yu) 爐底麵積之比大約是3。按照這個(ge) 數值，每平方米馬弗表麵必須傳(chuan) 遞5650千卡/時。如果馬弗是用耐火粘土製成的，其平均導熱係數為(wei) 1.115千卡/米•時-C，又如果馬弗壁厚度為(wei) 25毫米(=0.025米)，那麽(me) 在這一例子所說的情況下，通過馬弗壁的溫度降應等於(yu) ^^x0.025=126°C。顯然，如果馬弗壁厚度為(wei) 50毫米，那麽(me) 溫度降則應該是252°C；如果馬弗壁厚度為(wei) 6毫米，那麽(me) 溫度降則隻有30°C。如果每小時每平方米壁麵所傳(chuan) 遞的千卡破和厚度(毫米)的乘積超過了一定數值，那麽(me) 耐火粘土質的馬弗會(hui) 不可避免地會(hui) 發生開裂。如果馬弗是用精選的材料精製而成，則這些數值可達135600左右；如果是用較差的材料粗製而成，則此數值會(hui) 低至33900。聯係到現在這個(ge) 例子，那則是說：質量較好的馬弗，其厚度可達毫米；而質量較差的馬弗，其厚度隻能是毫米，否則會(hui) 發生開裂。
 

　　用耐火粘土所製成的馬弗，其內(nei) 外兩(liang) 側(ce) 的壁溫相差極大，這不僅(jin) 會(hui) 使馬弗的加熱能力降低，並且會(hui) 使燃燒產(chan) 物的離爐溫度太高。由於(yu) 這雙重原因，馬弗壁則必須用導熱係數高而耐熱性能好的材料製成，而且要盡可能做得薄一些。因此，比較適用的馬弗壁材料是合金鋼和碳化矽。裝有輻射管(即包闈在火焰之外的馬弗管)的爐子，其加熱能力是被時間內(nei) 管子輻射的能量所限製，這種箱射管在連續式爐內(nei) 用得多些。