航空涡喷式铸冶热工炉的发明，意味着中国的铸造和冶金行业高效、节能、环保、低碳的技术革命及其热工炉破陈立新的热潮即将到来。对中国铸造和冶金工业的发展必将带来不可估量的推动作用和巨大的影响。

　　一、航空涡喷炉的技术原理与热工特点

　　航空涡喷式铸冶热工炉的核心技术是运用航空涡喷发动机、空气动力学和热力学之原理，在风带中设置国际当代高水平的涡导涡喷装置，令鼓入的空气流形成高速旋转的热流，再穿过燃烧室，令燃煤气化并即刻燃烧，形成强劲的高速旋转，无孔不入进、无缝不穿的龙卷火流(100%充分燃烧，可旋喷8-10米长的无氧火焰流)，直接加热工件或进入炉膛加热工件，使工件均匀快速地热透和升温，并处于绝氧状态(氧气在龙卷式旋转运动的火流中已100%耗尽)，而龙卷式旋转火流运动燃烧的路线比传统的煤气炉或燃油炉相对延长了上百倍，这就使块煤气化之后形成火流获得充分时间、充分的路程，实现充发的燃烧并高效加热工件的基本原理。基于这一充分燃烧的理想效果，燃烧器则完全不需要烟囱，完全取消了排烟装置，只需在炉体上部开设小孔道，用以形成回路和稳定炉内的压力，而从小孔道溢出的则是蓝色洁净而无烟无尘的火舌。这就是中国现代航天航空涡喷技术在铸冶炉上的成功应用。

　　二、航空涡喷炉的优势

　　航空涡喷式热工炉的先进性，远远超过和压倒了当前国外众多先进的热工炉，被当代国际热工炉业界誉为“六绝”。

　　热能效率高：航空涡喷式涡导装置用于反射炉型热工炉中，热能利用率高达90%以上，用于直烧型热工炉中高达95%(国内传统煤炉或焦炭炉之热能利用率最大不到20%，老式煤气炉也只有40-50%)。

　　环保效果好：由于燃料100%充分燃烧，100%发出热量，故无黑烟污染，取消了烟囱，热辐射和微尘极少，只有少量蓝色火舌(似焰火)排向炉外(可再利用)，对于环境保护、低碳减排和劳动条件的根本改善，可以说是国际工业炉界前所未有的重大突破。

　　合金熔炼或工件热处理少无氧化：炉内煤气长路线充分燃烧过程中已完全耗尽了炉膛内的所有氧气，令密封良好的炉膛(或炉膛坩埚内之铝液表面)呈高度绝氧之还原气氛。该炉若用于铝合金熔炼，其能耗成本仅为燃油炉的15-20%，铝合金熔炼烧损比燃油或燃气炉减少60-70%，熔炼速度与效率提高4-5倍，生产过程绝对安全，溶池的容量200kg- 50t不等。若用于钢铁铸件退火(小于1000℃)或高锰钢类等铸件水韧热处理(1050-1100℃)时，铸件在1100 ℃ 下保温时间在12小时内无氧化，胜于“真空炉”。炉膛容积可按任意大小设计或改造。

　　炉内温度高度均匀：进入炉膛的火焰流在涡导装置的作用下，燃烧和流动中形成强劲翻滚而“无孔不入”的龙卷火流，使炉内各部位的温度差不超过 土 10℃ 的范围，确保炉内所有铸件加热均匀，提高热处理的质量，特别是对于加热温度严格要求为1050 –1100 ℃ 区间的高锰钢水韧处理尤为重要。

　　变频自动控温智能化：此项在国际热工业炉业中划时代的重大发明采用了先进的变频自动控温系统和双速调控系统新技术。在升温过程中能调控升温速度，按工艺要求，起始阶段以较快的速度升温，当升至控温下限时，系统自动转为低速缓慢升温或保温，使炉内温度在工艺设定的上限温度和下限温度之间缓慢自动调控，调控的温差范围可达 土10 ℃ ，数显清晰可见，操作程序简化、规范，可靠，可谓得心应手。

　　成本效益优势突出：航空涡喷式热工炉与当前国内外同类煤气炉、柴油炉或电炉相比，其技术水平远远领先，而价格仅为国内炉的60-70%，为国外进口炉的10-15%，而且在生产使用过程中的经济效益，以绝对的优势压倒了国内外当代所有的热工炉。

　　三、涡喷式热工炉的燃料标准

　　涡喷式热工炉采用无烟煤作燃料，其质量指标：

　　煤的块度6-16 cm大于 85%，燃烧值大于等于7000大卡。

　　热工效果：按以上无烟煤燃料标准，能保证100%燃烧，无烟尘排放。1kg7000大卡的无烟块煤热工效果相当于10度电或1升优质柴油。

　　四、涡喷炉在铸冶工业生产中的应用

　　1、铸造热处理炉的改造前景广阔

　　传统的铸造热处理炉多为电炉、煤气炉、煤炉、油炉几种，能耗大、热效率低、工作条件差、安全隐患大、污染严重，而且工件回执不均衡，高温氧化严重。

　　采用航空涡喷炉燃烧器配套改造铸件热处理炉前景、效益、效果均非常可观，立竿见影，几个月的减耗效益即可收回改造成本。

　　2、涡喷炉用于烘包、烤炉、预热、焙烧

　　涡喷炉用于烘烤钢铁水包或电炉炉衬;金属炉料高效预热;锻造加工或精铸焙烧。

　　3、航空涡喷炉用于有色金属熔炼

　　主要用于200-1000kg 的中小型有色金属坩埚熔炼;用于0.5-20t 有色金属熔池熔炼;用于20 t 以上特大型有色金属熔池熔炼。

　　目前，我国各地大、中、小型有色金属熔炼行业的热工炉多为电炉和煤气(燃气)炉，但这两种热工炉都存在着各自无法避免的缺陷。电炉最突出的问题是“两高”，耗电费用高和维修费用高，发展趋势不符合国家的节能减排政策。煤气(燃气)炉最为要害的弊端是结构复杂，热效率低，不安全，易爆炸、易煤气泄露中毒，有悖于企业以人为本，安全生产的宗旨。

　　五、航空涡喷炉与各类热工炉综合性比较

　　煤气炉：结构复杂，占地大，热效率低(约50%)。最大的隐患是不安全、易爆炸。煤气热工炉爆炸重大伤亡的惨痛事故，国内近年来已连续发生多起，而煤气泄露中毒事件更是屡次发生。

　　油炉：有“三最”，能耗费用最高;生产中工件氧化最为严重;炉温似反射灶炉，最不均匀，早已处淘汰之列。

　　电炉：有“两高”，耗电费用高，维修费用高。节能减排的低碳绿色革命，要从电炉开刀。

　　反射煤炉：传统炉也有“三最”，耗煤最大，热效率最低(15-20%)，综合性能最低劣，早已远远落后于现代工业的发展。

　　涡喷炉：综合性能最好，特别是热效率高达90-95%，操作简单，绝对安全，占地少，维修费用低，是我国新型工业炉。涡喷炉节能、高效、环保、低碳 ，且炉型越大，节能效果越好。

　　六、铸冶企业热工炉更新与改造

　　全国各地大、中、小型铸造和冶金行业的热工炉多为电炉或煤气(燃气)炉，主要包括铸件退火等热处理炉、有色金属熔炼坩埚炉、有色金属熔池炉、精铸壳型焙烧炉、锻工加热焙烧炉、金属炉料预热炉等。其中，有些因为过于落后确实要报废外，大多数均可在原有的炉体改造再利用，其最现实的方案是：拆除原落后的热源部分，配套安装相应型号的涡喷燃烧器，并对原有的炉体的炉膛及密封系统加以改进，这样一个省钱省工、实用高效的涡喷式热工炉即可在旧式炉改造的基础上诞生。对于中小型的旧式热工炉改造，一般只需增设一台涡喷燃烧器，大型或特大型的可增设两台或多台，这种老设备新改造的方案与全套新建的涡喷式热工炉相比，其效果一样良好，而其强大的优势与生命力则在于减少资源浪费，可节约投资60-70%。此技术改选方案自推出与实施以来，受到了越来越广泛的欢迎和赞许，收到了良好的效果。少投入，创效益，建强企，应该从节约开始。

　　(作者系中国管理科学研究院终身研究员)