在当前的冶金和铸造加工行业，天然气熔炼炉（熔铝、铜、铁）是普遍建设和使用的熔炼设备，但是存在的问题是该类设备普遍天然气能耗偏高和对外环境排放余热烟气量大。天然气能耗高直接增加生产成本，使得企业缺乏市场经济竞争力。同时引起的负面效应也随之增多，环境污染和热室效应，甚至降低产品质量和生产效率，给企业和社会经济发展带来障碍，那么怎样既促进经济发展又是保持绿色环境生产，是当前制约该行业和社会发展的矛盾。对于高能耗熔炼炉或计划依托能源生产的熔炉的建设，应重视节能型高效率熔炼炉选择考虑。针对熔炼炉新的建设或改造，本文提出一种天然气蓄热式高效节能的方案，以供有需求的企业参考，共同为社会经济发
展、节能减排和环境做出一点贡献。
下面分几个方面阐述天然气熔炼炉如何建设或改造成为一种高效节能的熔炼炉。
天然气熔炼炉用天然气作为燃料具有优势
天然气是一种比较清洁的能源，燃烧后热效率高和污染物少，相比其他燃料如重油、焦炭具有明显的优势，所以熔炼炉的燃料选择主要是天然气。当然就地具有丰富其他资源优势可综合经济和环境价值考虑，并不是固定的燃料选择方式。
炉体的建设或改造
依据炉体的一次铸造熔池容量和装料量计算需要建设炉体的大小，加料和放液铸造方式的方位决定了炉的结构布置。加料方式要考虑原料形状大小、再生原料的存放处，设计炉门的方位和大小既有利方便装料和缩短生产时间，也要考虑炉内热量损失。炉门是熔炼炉热量损失最大的漏点，炉门的热量损失由两个方面产生：一是炉门的密封性差，另一方面是熔化过程二次加料和配料打开炉门时间过长。炉门宽大有利于加料和缩短操作时间，但是炉门越大热量损失越多，就需要综合考虑原料情况，设计炉门合理结构和尺寸。放液（铝）口的位置与铸造设备位置关联，主要考虑的是放液口与熔池的倾斜度，以便利于放干净熔池里的液体。
炉体的形状包括矩形炉、拱顶形炉和圆形炉，炉形的选择是根据工艺需求和空间布置考虑。从建设经济和实用角度，矩形炉和拱顶形炉使用比较多，矩形炉制作工艺简单，但相比拱顶形炉，炉顶承受力不如拱顶炉，生产时间较长时炉顶的浇注料易脱落，拱顶形炉的炉顶制作工艺相对复杂，建设成本相对矩形炉高，但经久耐用。根据建设熔炼炉的场所和空间位置，供出所在地区燃料及材料供应情况，地质与气候情况等因素，综合选择并确定合理的炉形方案。若炉体大小、熔池容量、炉门和放铝口的位置已定，整个熔炼炉体空间结构布置基本已形成。
炉体的新建或改造包括三个部分：外部钢结构、炉墙保温层、炉内衬。
炉体钢架结构在当代技术水平下，无任何种炉形制作都不是问题。炉墙的保温层关系到整个炉体的保温性能和热量损失，所以从保温材料选择和安装工艺都是非常重要的，这部分建议不管是新建还是旧炉改造，都采用保温性能较好且有效时间长的材料，对今后炉的使用减少热量散失和降低能耗具有重要的作用。炉衬现在基本采用高强度耐高温浇注料整体浇筑，淘汰过去的高铝砖砌筑，使得炉体整体强度和密实性大大提高，考虑熔炼技术更新速度和整体炉的性能，设计内衬材料的寿命达到 8~9 年即可。
炉门的密封性是熔炼炉比较难以解决的问题，无论使用液压密封装置还是机械密封装置，随着炉的使用高温受热时间长，炉门框的浇注墙面和炉门均会发生变形，导致无法密封，炉内热量散失随之变得严重，炉的热工效率也加速下降。为了解决此问题，借鉴国外熔炼炉门制作经验。
根据实践中的遇到的问题，设计一种经济实用的炉门：在炉门框（墙）四周同一个平面预制 1200°C 耐热钢，炉门的四周也是安装耐热钢，并在炉门耐热钢中设计镶嵌陶瓷软密封圈，这样保证炉门框四周不变形，使得炉门与炉门框（墙）之间固体耐热钢通过陶瓷软密封圈接触压紧密封。
具体设计结构如下图：
辅助烟道是基于安全因素和平衡炉膛压力的与大气连通管道，其口径依据燃烧器的最大燃气量燃烧温升后气体膨胀量泄压流速确定，以维持炉膛的正常压力。辅助烟道一般安装在炉内的侧墙接近炉顶处，不能为了防止热量损失，而不设计安装或堵死，必须长期处于起作用的状态。
