四、锻压生产用炉
在轻金属的锻压生产中，主要的有两个方面，一是用于板、带材生产的挤压和轧制用坯锭的二次加热和均匀化处理；另外是用于管、棒、型材生产的毛料加热和均匀化，当然还有铝箔生产的板卷退火等。对应的炉型有推料式、链条式、台车式和周期式的空气循环加热电炉等，分述如下：
（一）连续推料式铝锭二次加热/均匀化炉
为了改善热轧/挤压性能，铝合金在热加工之前均需恰好在固相线下的温度进行均匀化处理。这种炉型结构如图9-3-8所示。
图9-3-8 铝锭加热电炉
对于具有热轧能力的大型铝加工厂，一般经铣面的铝锭由辊道输送至炉前，由翻料机构回转90°，呈水平或侧立放在垫块（热靴）上，由液压推料装置快速的推送进入炉膛，沿滑轨按节拍一步一步地被推进，经历加热、保温等工序，在炉子出口处依次被推出放在卸料台上，转入下一工序。垫块经与炉子平行的电动机辊道返回到炉子进口处。由于这类炉子属于连续作业，推料与出料同步进行，因而推料装置由出口端的温度检测信号控制。
炉子采用智能仪表或计算机控制，对锭坯进行差温加热，保证快速而均匀，缩短均匀化时间，控温精度一般在±（3～5）℃范围内。
整台加热炉通常由翻料机构、推料装置、炉体、加热系统、空气循环系统、换气系统、出料机构、温度及自动控制系统以及垫块返回系统等组成。
（二）铝棒及型材均匀化炉
铝棒型材均匀化炉有各种各样的炉型。图9-3-9所示炉型，不但可用于管、棒、型材毛料的均匀化加热，也可用于铝卷退火、热处理。炉子较好地解决了炉内气流组织，高密封性，高控温精度，节约能源等主要问题。
大风量的双速高温轴流风机布置在炉子顶部，风道位于炉膛两侧，气流由风机吸入，进入风道，与加热器进行热交换，进一步地混合均匀，经导流后再送入炉膛，均匀地通过工件加热。这不仅大大减少了空气的流动阻力，提高了风道和炉膛风速，而且有效地改善了温度均匀性。炉壁的散热由风道内热风的热量补偿，不会影响到炉内温度场，因而可以保证控温精度。
加热器（图9-3-10），由电阻带扁平绕制成螺旋状，环绕于带槽的异型绝缘子上，导电杆自中心串入，既起导电作用，又起吊挂作用。整个组成为单个加热件，结构紧凑，可以在不停炉情况下快速单独更换，自顶部直插风道内，端部露于炉外，便于冷却和接线。
图9-3-9 铝棒、型材均匀化炉
1—高温轴流风机 2—顶装式加热器 3—风道 4—料盘 5—立柱 6—工件
炉内轨道采用埋桩支撑。省却了炉底与车底的加热与冷却，较之一般台车式炉节能至少20%以上。
装卸料车由车身、运行机构、顶升机构及液压系统四部分组成。可炉外放置，冷态装卸，异地操作。车速一般6～8m/min，运行平稳，惯性冲击力小，更采用了变频调速，在起动与停止时慢速，运行时快速，调节比达1∶8，应用了可调双点自动寻位电控系统，对轨精度达≤±4mm，车上装有可编程序控制器，甚至可控制多台电炉全部开关量，全部自动程序控制，大大减轻了劳动强度与人力，提高工作效率。
图9-3-10 顶装式电加热器
1、6—绝缘套 2—法兰 3—套筒 4—托板 5—导电杆 7—电阻带 8—螺旋管
通常采用的有三种控温方式：
1）用智能调节器组成的温度控制系统。
2）单回路智能化调节器系统。
3）微型机小型两级调温控制系统。
微机的上位监控管理计算机，可以通过CRT显示工况全貌画面，局部放大画面，参数显示画面，各控制回路当前温度值和工件图形，可以完成过程监示，过程参数给定，修正操作，数据采集处理综合管理，集中打印制表等功能。下位机配用通信接口，与上位机配合，同时执行内部程序和PID运算，输出信号给调功器执行温度控制。
第1）、2）两种方式，都可实现多次转定温，第3）种方式可实现热差比电控制，三种方式均可通过提高设定温度，加大温差的办法来提高炉料的升温速率，以提高生产率，提高产品质量，降低能耗。不同的控温方法对铝棒加热速度的影响如图9-3-11所示。
用于铝棒及型材的均热炉主要技术规格见表9-3-9。
图9-3-11 不同控温方法下铝棒加热曲线
表9-3-9 铝棒及型材均热炉技术规格
（三）周期式均热炉
这类炉子主要适应生产合金的不同批量大小，不同的品种、规格，不同的工艺要求的需要。在锻压生产中，较适宜于铸锭，铝棒的均匀化加热，也适于线卷和带卷的再结晶退火工艺等。炉子使用灵活，适用性好，可靠性高，周期性的作业。结构形式很多，主要有图9-3-12和图9-3-13所示的两种形式。
图9-3-12 铝棒均热炉
图9-3-13 铝扁锭均热炉
生产中，往往采取多台炉子组合，成一字排列，共用一台装卸料车，共用一个冷却室和一套电气控制设备，可节省场地。
（四）冷却室
铝锭均热后，冷却的目的有二：
1）快速降温，提高炉组生产率。
2）改善铝锭挤压性能。
铝锭的挤压性能受冷却速率影响较大，因此要根据铝锭品种，采取不同的冷却方式。冷却室的结构形式如图9-3-14所示。
图9-3-14 冷却室结构
顶部为静压室。冷却分三种形式：
（1）强制风冷 利用两侧喷嘴吹风，均匀冷却，气体由顶部风机排出室外。但这种方式效果差，冷却时间较长。
（2）风、水合并冷却 冷却时，除顶部喷淋外，侧面喷嘴将空气喷向工件，其水、气通过顶部风机排出室外。
（3）喷水冷却 这种方式，更适宜于铝的短棒（600～700mm），布置于顶部及侧面的多排雾化喷嘴将水雾直接地喷向工件。这种方式，冷却速度最快，一般将工件冷却到50℃，不超过2h，但对于长料可能出现变形，应采取措施。
（五）直通式铝及铝合金铸锭加热炉
常用有推料式和链条式两种炉型。均可连续生产，快速加热，效率高，时间短。缺点是热损失大，劳动强度大。
1）铝及铝合金锭加热炉（图9-3-15），炉子技术性能规格见表9-3-9。
图9-3-15 铝及铝合金锭加热炉剖面图
2）连续式链传动铸锭加热炉，用于铝锭挤压前加热，起半均热化作用，技术规格见表9-3-10。
（六）台车式加热炉
主要用于水压机车间，锻造和模锻铝、镁合金模具的加热。其主要技术参数见表9-3-11。
表9-3-10 连续式链传动铸锭加热炉技术规格
表9-3-11 台车式模具加热炉技术参数
