煤燃烧室和燃煤装置
煤炉与以油或煤气为燃料的炉子相比，其特点是燃烧室与加热室分开，煤在专门的燃烧室中燃烧，因而燃烧室温度远高于炉膛温度，降低了炉子热效率。加上固体燃料所特有的灰渣、烟尘以及燃烧工况不稳定，热工性能不易控制等缺陷，致使煤炉有一系列缺点，因此先进工业国大都淘汰了直接燃煤的工业炉。
我国锻造工厂分散，规模不大，锻造炉量大面广，设备简易。而且由于煤运输贮藏方便，炉子附属设备少，建造容易，因此不少锻造炉依然采用燃煤。根据历史条件及目前情况，在一段相当长的时间内煤炉势必存在下去。因此，煤的合理燃烧应引起重视。但我国也应走将煤转化成煤气使用的道路。
（一）分类
煤燃烧室结构形式很多，按燃烧方法分有：薄煤层燃烧室、半煤气燃烧室、煤气化燃烧室和煤粉燃烧室等。按加煤方式分有人工加煤燃烧室和机械化加煤燃烧室。按炉篦结构分有：梁式炉条水平炉篦、蜂窝炉篦（板式与阶梯式）、水平活动炉篦等。
纵观我国煤炉的进展，无论是人工加煤反射炉的发展，还是机械化燃煤炉的兴起；无论是煤气化加热炉的采用，还是煤粉炉的出现，主要是由燃烧室或燃煤装置的变化而引起的。而燃煤装置的变化又主要由燃烧方式的变化而引起。
（二）几种煤燃烧室和燃煤装置简介
（1）人工加煤燃烧室传统的人工加煤锻造炉由于结构简单，通用性强，目前仍有应用的。
1）燃烧室结构及尺寸。人工加煤燃烧室有两种：薄煤层燃烧室和半煤气燃烧室（又称厚煤层燃烧室）。
①薄煤层燃烧室。这是一种常见的普通燃烧室，如图9-4-1所示。采用梁式炉条或板式蜂窝炉篦，只供入一次风，使煤在燃烧室内进行完全燃烧，煤层厚度（不包括渣层）一般取100～250mm。燃烧室内温度高，燃烧室与炉膛间的温差大，不易获得稳定的和均匀的炉温。
图9-4-1 薄煤层燃烧室
a）梁式炉条水平炉篦 b）板式蜂窝炉篦
②半煤气燃烧室。半煤气燃烧室增加了煤层厚度，一般达300～500mm。燃烧所需空气量的70%～80%由炉篦下供入。煤一次燃烧后的产物是带有部分可燃成分的气体，通常称为半煤气，在燃烧室上部与通入的二次空气进行混合，在炉膛内进行二次燃烧，因此降低了燃烧室温度，减小了燃烧室与炉膛间的温差，易于获得稳定而均匀的炉温。
半煤气燃烧室目前多采用阶梯炉篦，其结构示意如图9-4-2所示。
半煤气燃烧室的加煤数量，煤层厚度和燃烧时间的实际操作数据见表9-4-1。
表9-4-1 半煤气燃烧室的加煤数量、煤层厚度和燃烧时间
图9-4-2 半煤气燃烧室
1—阶梯蜂窝炉篦 2—水封灰坑 3—一次风口 4—加煤斗 5—二次风口
2）炉篦。
①水平（或倾斜）炉篦。由梁式炉条及炉条搁架组成水平（或倾斜）炉篦。梁式炉条坚固耐用，便于更换，但机械不完全燃烧损失较大。
②蜂窝炉篦蜂窝炉篦是目前使用较多的一种炉篦形式，分水平蜂窝炉篦及阶梯蜂窝炉篦两种。
③水平活动炉篦炉篦可以翻转，便于燃烧室清渣。
（2）机械加煤燃烧室 采用机械加煤是煤炉燃烧方式的重要改进。人工加煤，劳动条件差，加煤频繁，引起炉温周期性波动和冒黑烟。机械加煤不仅改善了劳动条件，而且由于连续而均匀地送煤，使燃烧稳定，有利于稳定炉温和改善加热质量，能以较低的过剩空气量实现完全燃烧，对提高炉温、减少排烟热损失和降低燃料消耗十分有利。
常用的机械加煤机有往复炉排加煤机、链条炉排加煤机和下饲式加煤机等。
1）往复炉排加煤机。往复炉排又分阶梯式和水平式两种，如图9-4-3和图9-4-4所示。
图9-4-3 阶梯往复炉排加煤机
1—液压缸 2—煤斗 3—固定炉排 4—活动炉排 5—渣室 6—进风口
图9-4-4 水平往复炉排加煤机
1—液压缸 2—活动支架 3—煤斗 4—固定炉排 5—活动炉排 6—进风口 7—托轮 8—渣室
2）链条炉排加煤机。链条炉排结构示意如图9-4-5所示。
图9-4-5 链条炉排加煤机结构示意图
1—加煤斗 2—链条炉排
3）下饲式加煤机。下饲式加煤机又称绞煤机，其结构示意如图9-4-6所示。
（3）煤粉燃烧装置用煤粉燃烧是煤炉的另一燃烧方式，是利用劣质煤的有效方法之一。
图9-4-6 下饲式加煤机
1—燃烧斗 2—螺旋输送杆 3—加煤斗 4—传动装置
煤粉燃烧一般将煤磨成细粉（50～70μm），通过燃烧装置用空气吹入炉内进行悬浮燃烧，使其在运动过程中完成燃烧反应。生产经验证明，由于燃烧强度大，热能利用率高，使用低热值煤（16000～20000kJ/kg）也能获得足够高的炉温。因此，可以烧各种烟煤和部分无烟煤，并且可以与高炉煤气和重油混烧。
煤粉燃烧装置还有各种煤粉烧嘴，如煤粉平焰烧嘴和火焰可调式煤粉烧嘴。
燃烧劣质煤粉的特点是渣量大，因挥发分低而难于点火，因此对煤质要有选择。另一大问题是烟尘量大，工件表面易积灰，对环境有污染，在一定程度上影响了它的推广使用。
（4）煤气化燃烧室 采用煤气化燃烧室（见图9-4-7）是煤炉燃烧方式的根本转变。通常采用的煤气化炉（亦称背包炉）是在煤燃烧室内产生煤气，然后进入炉膛内燃烧以实现对工件进行加热的一种炉型。当车间内只有单台或少量炉子时，采用煤气化炉简易可行。
（三）不同燃煤方法比较
几种不同燃煤方法的比较见表9-4-2。
图9-4-7 煤气化燃烧室
1—加热室 2—二次风管 3—煤气出口 4—加煤口 5—煤气发生室 6—除渣口 7—水套 8—炉篦 9—水封灰池 10—一次风管
表9-4-2 不同燃煤方法比较
人工加煤方式对于一些小型工业炉仍会继续使用，但由于劳动条件差，环境污染严重，应逐步向机械化加煤过渡，或采用煤气化加热炉。
机械加煤方式仍需简化结构，降低造价，研究对不同煤质的适应性。为满足环保与节能要求，应将机械加煤、消烟除尘、余热利用三项措施结合起来研究以提高煤炉的综合技术水平。
煤气化加热炉在节能与环保方面能基本满足要求，但目前均以优质煤为燃料，应解决煤气化炉对不同煤质的适应性和使用中存在的结焦、结渣和除渣困难等问题。
煤粉加热具有可燃用劣质煤而达到高温锻造这一突出优点，但需降低成本，解决粉尘对环境的污染问题。
综上所述，煤炉的关键设备是燃煤装置。从节能与环保要求出发，煤炉的发展应向着机械化加煤和煤气化方向发展。