Malzemelerin yüksek sıcaklıkta işlenmesi, termal maruziyetin temel teknolojik işlemler listesine dahil edildiği birçok endüstrideki kilit işlemlerden biridir. Bu prosedürü düzenleme koşulları farklı olabilir, bu da kullanılan ekipmanın özelliklerinde farklılıklara neden olur. Genel olarak, yoğun ısıl işlem yapıldığı için ünitelerin segmenti, endüstriyel kullanıma yönelik yüksek sıcaklık fırınları tarafından oluşturulmaktadır.
Isı üretimi ilkesine göre ekipmanın sınıflandırılması
Bugün, farklı çalışma koşulları için eşit derecede uygun olan termal enerji üretmenin evrensel bir yolu yoktur. Bununla birlikte, yüksek sıcaklık için kullanılan en popüler fırınların aşağıdaki tiplerinden dar bir grup ayırmak mümkündür.ısıtma:
- Yakıt. Katı, gaz ve sıvı yakıtların yakılmasıyla kimyasal enerjiden üretilen geleneksel ısı üretme yöntemi.
- Elektrik. Kullanımı rahat ve güvenli olan geniş bir ünite segmenti. Yüksek sıcaklıklı elektrikli fırınlar kategorisinde ise daha modern indüksiyon ve elektrik ark modelleri de öne çıkıyor. Bu tür ekipmanın yaygın bir dezavantajı, büyük miktarlarda harcanan yüksek elektrik enerjisi maliyetidir.
- Otojen. Bu tip fırınlar, işlenen iş parçalarında bulunan elementlerin yanma ve oksidasyon reaksiyonları nedeniyle çalışır. Örneğin, sıvı demirin oksijenle üflenmesi sırasında karbon, doğal ısı salınımı ile oksitlenir. Otojen fırınların kullanımının ekonomik olarak faydalı olduğu açıktır, çünkü pratikte hiçbir ek yakıt hücresine gerek yoktur, ancak tüm üretim tesisleri normalde oksidasyon ve yanma ile teknolojik işlemler sağlamaz. Kural olarak bu, metallerin ve alaşımların metalurjik işlenmesi alanları için geçerlidir.
Oda Fırınları
Bu, istenen seviyeye hızlı ısıtma ile bir termal etki sağlamak için tasarlanmış en yaygın yüksek sıcaklıklı ünite tasarımlarından biridir. Üretimde termal enerjinin homojen dağılımını sağlamak için ayrıca özel gaz ve oksitleyici ortamlar kullanılmaktadır. Maksimum ısıtma modumetalurjik üretim için standart endüstriyel modellerden bahsediyorsak, yüksek sıcaklıklı oda fırınları 1800 ° C'ye ulaşır. Elektrik genellikle bir enerji kaynağı görevi görür - güç potansiyeli ortalama olarak 0,5 ila 3,5 kW arasında değişir.
Boru fırınlar
Yönlü ısı akışı sağlama olasılığı olan çeşitli yüksek sıcaklık fırın ekipmanı modelleri. Tasarım, döner mekaniği mevcut gereksinimlere bağlı olarak farklı açılarda çalışmanıza izin veren ısıtma ve ayrı bloklar sağlar. Borulu yüksek sıcaklıklı fırınların bazı modelleri, gaz geçirmez başlıklı bir kuvars reaktör ile donatılmıştır. Bu tasarım çözümü, ilk yakıt kaynaklarını en aza indirmek için koşullar yaratan gazların çift yanması etkisini sağlar. Isı yayıcılar olarak, genellikle 1200 °C'ye kadar ısıtma sağlayan, kesit tipi ısıtma-yalıtım modülleri kullanılır.
Kül fırınlarının özellikleri
Genellikle hammaddelerin endüstriyel işlenmesinde meydana gelen agresif ortamlarda verimli çalışma için çeşitli tiplerde mufla fırınları kullanılır. Gaz, toz, buhar, su ve diğer atık ürünlerin yapısına doğrudan etki ederek kullanılabilirler. Yalıtım görevleri, özel ısıya dayanıklı malzemelerle çözülür. 1150 °C ila 1300 °C sıcaklık aralığında çalışan yüksek sıcaklıklı fırınlar için, özellikle seramik elemanlar kullanılır.ocak kutusunu yalnızca olumsuz dış etkilerden koruyun, aynı zamanda dışarıdan gelen ısının eşit dağılımına da katkıda bulunun. Tasarım ayrıca, içinden ısının belirli konturlar boyunca ve kısa süreler boyunca bilerek yayıldığı özel yatak boruları içerebilir.
Ergitme fırınları
Kural olarak bunlar, kompakt iş parçalarına servis vermek için tasarlanmış küçük bir ısıtma odasına sahip ünitelerdir. Bu tür fırınlarda işlenmek için hedef malzemeler, özel termal maruz kalma koşulları gerektiren demir dışı metalleri içerir. Ayrıca, eriyiği doğru dozlama imkanı ile bir döküm teknesi ile donatılmış, laboratuvarda operasyonları gerçekleştirmek için özel model hatları da vardır. Bu tip yüksek sıcaklıklı fırınlarda ortalama ısıtma değerleri ince ayar imkanı ile 1000 °C ile 1500 °C arasında değişmektedir. Ateşleme ünitelerinin bazı modifikasyonları da bu çeşide aittir.
Sobaların temel özellikleri
Aynı tip yüksek sıcaklıklı endüstriyel fırın içinde bile, çalışma parametreleri büyük ölçüde değişebilir. Büyük imalat işletmelerinin en sık çalıştığı ortalama göstergeler şu şekilde temsil edilebilir:
- Birim güç - 0,2 ila 5-7 kW arası.
- Sıcaklık aralığı - 300 ila 2400 °C ve daha fazlası.
- Yüksek sıcaklıklı fırınların çalışma odasının hacmi 2,5 ila 20 dm arasındadır3.
- Tasarım ağırlığı - 2 ila 100 kg.
- Voltaj - yaygın olarak kullanılan380 V. için üç fazlı ağlar
İş akışı organizasyonu
Ekipmanın montajı sabit bir şekilde gerçekleştirilir, bazen ısıya dayanıklı çimento şapı şeklinde bir ön temel gerektirir. Boşluk sağlamak için gerekli iletişim ve teknolojik ekipman fırına getirilir. Bazı mühendislik yazılımı bileşenleri temel pakete dahildir. Örneğin, soğutma sistemi genellikle bir fan kullanılarak uygulanır. Yüksek sıcaklıkta su soğutmalı fırınlar, yerel su tedarik altyapısına entegre edilmiş uygun kapasitede bir sirkülasyon pompası ile donatılmıştır. Günümüzde neredeyse tüm endüstriyel ısıtma ünitelerinde yönetim, sensörler ve çalışma parametrelerinin kontrolörleri ile programcılar tarafından sağlanmaktadır. Termostatlar, paralel teknolojik işlemlerin özelliklerini dikkate alarak, üretim sürecinin genel bağlamında ekipmanın performansını kapsamlı bir şekilde izlemenize olanak tanıyan işletmenin merkezi kontrol sistemlerine entegre edilebilir.
Sonuç
Bu ekipmanın ana kapsamı metalurjinin yanı sıra kimya ve gıda endüstrilerinin belirli dallarıdır. Ancak bu tür endüstriler çerçevesinde bile, termal etki süreçleri heterojendir. İşleme teknolojileri daha karmaşık hale geldikçe, ısıl işlem operasyonlarını organize etme yaklaşımı da değişmektedir. Ayrıca, yapısal gereksinimleryüksek sıcaklık fırınlarının yürütülmesi. Bugün bu tür ekipman malzemeleri sadece takım çelikleri ile değil, aynı zamanda yapıların bakımını daha kolay ve pratik hale getiren ısıya dayanıklı seramiklerle de temsil edilmektedir. Fırınların yönetimine yönelik yaklaşımlar da değişmektedir. Programlanabilir modüller ile aynı otomasyonun devreye alınması, iş akışı kontrolünün verimliliğini artırırken, aynı zamanda ekipmanın çalışma ömrünü uzatır ve dengeli kontrol sayesinde enerji maliyetlerini düşürür.
