Классификация печей по принципу теплогенерации. Тепловыделение в печах представляет собой процесс преобразования какого-либо вида энергии в тепловую энергию. Источниками получения тепла являются:
а) химическая энергия топлива (топливные печи);
б) химическая энергия жидкого металла или шихты;
в) электрическая энергия.
Преобразования химической энергии топлива в тепловую происходит в результате сгорания топлива в так называемых топливных печах. В металлургии в таких печей относятся пламенные печи и печи, работающие по шаровом режима. Рабочее пространство пламенных печей только в очень малой степени заполнены материалом, который обрабатывается, который обычно располагается на события. Основная часть рабочего пространства заполнена пламенем и раскаленными дымовыми газами, передающие тепло материала. Подобные печи работают на газообразном и жидком топливах.
Кроме пламенных, сжигание топлива осуществляется в печах, работающих по шаровом режима, обычно применяют при обработке кускового материала. Чаще всего это происходит в вертикальных (шахтных) печах, где материал или распределяется по всему объему и раскаленные газы проходят между его кусками, или доли его распределены в газообразном теплоносители. Для шарового режима работы печей характерно тесное переплетение всех трех видов теплопередачи (тепловое излучение, конвекция, теплопроводность). Разделить их часто не представляется возможным.
Как в черной, так и в цветной металлургии широко распространены печные агрегаты, в которых источником получения тепловой энергии является процесс выгорания элементов, яки содержатся в металле, обрабатываемой или в шихте, что проплавляеться. В черной металлургии таким основным элементом является углерод, выжигается из чугуна при производстве стали в конвертерах.
Существуют печи, в которых тепловыделение обусловлено химической энергией топлива и химической энергией жидкого металла. В таких печей, занимающие промежуточное положение между топливными печами и конвертерами, относятся мартеновские печи. В этих печах топливо сгорает над ванной металла, пламя и раскаленные газы также находятся над ванной металла, то есть идут процессы, присущие пламенным печам. Вместе с тем в металлической ванне происходит выгорание примесей, которое сопровождается выделением тепла, причем очень весомым, в некоторые периоды плавки теплогенерация за счет химической энергии жидкого металла может иметь решающее значение.
В основе работы электрических печей лежит генерация тепла за счет электроэнергии. Эта теплогенерация может осуществляться различными методами, рассмотренными подробно ниже. Классификация электрических печей осуществляется в соответствии со способом теплогенерации.
Вид процесса теплогенерации, осуществляемой в печном агрегате, в решающей мере определяет не только конструкцию печи, но и характер тепло-и массообменных процессов, которые протекают в ее рабочем пространстве.