معالجة المواد ذات درجات الحرارة العالية هي إحدى العمليات الرئيسية في العديد من الصناعات ، حيث يتم تضمين التعرض الحراري في قائمة العمليات التكنولوجية الأساسية. قد تكون شروط تنظيم هذا الإجراء مختلفة ، مما يسبب اختلافات في خصائص المعدات المستخدمة. بشكل عام ، يتم تشكيل جزء الوحدات ، بسبب إجراء المعالجة الحرارية المكثفة ، بواسطة أفران عالية الحرارة للاستخدام الصناعي.
تصنيف المعدات حسب مبدأ توليد الحرارة
اليوم ، لا توجد طريقة عالمية لتوليد الطاقة الحرارية ، والتي ستكون مناسبة بنفس القدر لظروف التشغيل المختلفة. ومع ذلك ، من الممكن تحديد مجموعة ضيقة من الأنواع التالية من الأفران الأكثر شيوعًا المستخدمة في درجات الحرارة المرتفعةتدفئة:
- وقود. الطريقة التقليدية لتوليد الحرارة والتي تتولد من الطاقة الكيميائية عن طريق حرق الوقود الصلب والغازي والسائل.
- كهرباء. شريحة واسعة من الوحدات المريحة والآمنة للاستخدام. في فئة الأفران الكهربائية ذات درجة الحرارة العالية ، تبرز أيضًا نماذج الحث والقوس الكهربائي الأكثر حداثة. العيب الشائع لهذه المعدات هو ارتفاع تكلفة الطاقة الكهربائية ، والتي يتم إنفاقها بكميات كبيرة.
- ذاتي التولد. تعمل الأفران من هذا النوع نتيجة تفاعلات الاحتراق والأكسدة للعناصر الموجودة في قطع العمل الجاري معالجتها. على سبيل المثال ، أثناء نفخ الحديد السائل بالأكسجين ، يتأكسد الكربون مع إطلاق حرارة طبيعي. من الواضح أن استخدام الأفران الذاتية هو مفيد اقتصاديًا ، حيث لا توجد حاجة عمليًا إلى خلايا وقود إضافية ، ولكن لا توفر جميع مرافق الإنتاج عادةً العمليات التكنولوجية مع الأكسدة والاحتراق. كقاعدة عامة ، هذا ينطبق على مجالات المعالجة المعدنية للمعادن والسبائك.
أفران الغرفة
هذا أحد أكثر تصميمات وحدات درجة الحرارة المرتفعة شيوعًا ، وهو مصمم لتوفير تأثير حراري مع تسخين سريع إلى المستوى المطلوب. من أجل الحفاظ على التوزيع الموحد للطاقة الحرارية في الإنتاج ، يتم استخدام غاز خاص ووسائط مؤكسدة بشكل إضافي. وضع التسخين الأقصى فيتصل أفران الغرفة ذات درجة الحرارة العالية إلى 1800 درجة مئوية ، إذا كنا نتحدث عن النماذج الصناعية القياسية لإنتاج المعادن. تعمل الكهرباء عادة كمصدر للطاقة - تتراوح إمكانات الطاقة من 0.5 إلى 3.5 كيلو واط في المتوسط.
أفران أنبوبي
مجموعة متنوعة من نماذج درجات الحرارة العالية لمعدات الأفران مع إمكانية الإمداد الاتجاهي لتدفقات الحرارة. يوفر التصميم تدفئة وفصل الكتل ، حيث تتيح لك ميكانيكا الدوران العمل في زوايا مختلفة ، اعتمادًا على المتطلبات الحالية. بعض نماذج الأفران الأنبوبية ذات درجة الحرارة العالية مجهزة بمفاعل كوارتز برؤوس مانعة لتسرب الغاز. يوفر حل التصميم هذا تأثير الاحتراق المزدوج للغازات ، مما يخلق أيضًا ظروفًا لتقليل موارد الوقود الأولية. كباعثات للحرارة ، عادةً ما يتم استخدام وحدات عزل حرارية من النوع المقطعي ، مما يوفر تسخينًا يصل إلى 1200 درجة مئوية.
ميزات أفران دثر
من أجل التشغيل الفعال في البيئات العدوانية ، والتي تحدث غالبًا في المعالجة الصناعية للمواد الخام ، يتم استخدام أنواع مختلفة من الأفران المفلسة. يمكن استخدامها مع التأثير المباشر على بنية الغازات والغبار والبخار والماء ومنتجات النفايات الأخرى. يتم حل مهام العزل بمواد خاصة مقاومة للحرارة. بالنسبة للأفران ذات درجة الحرارة العالية التي تعمل في نطاق درجة حرارة من 1150 درجة مئوية إلى 1300 درجة مئوية ، على وجه الخصوص ، يتم استخدام عناصر السيراميك التي لاقم فقط بحماية الفرن من التأثيرات الخارجية السلبية ، ولكن أيضًا تساهم في التوزيع المتساوي للحرارة من الخارج. قد يشتمل التصميم أيضًا على أنابيب تحمل خاصة ، يتم من خلالها إشعاع الحرارة بشكل هادف على طول خطوط معينة ولفترات زمنية قصيرة.
أفران الصهر
كقاعدة عامة ، هذه وحدات بها حجرة تدفئة صغيرة مصممة لخدمة قطع العمل المدمجة. تشتمل المواد المستهدفة للمعالجة في هذه الأفران على معادن غير حديدية تتطلب ظروفًا خاصة للتعرض الحراري. هناك أيضًا خطوط خاصة من النماذج لإجراء العمليات في المختبر ، مزودة بحوض صب مع إمكانية الجرعات الدقيقة للصهر. يتراوح متوسط قيم التسخين في هذا النوع من الأفران عالية الحرارة من 1000 درجة مئوية إلى 1500 درجة مئوية مع إمكانية التنظيم الدقيق. تنتمي بعض التعديلات على وحدات إطلاق النار أيضًا إلى هذا التنوع.
الملامح الرئيسية للمواقد
حتى داخل نفس النوع من الأفران الصناعية ذات درجة الحرارة العالية ، يمكن أن تختلف معلمات التشغيل على نطاق واسع. يمكن تمثيل متوسط المؤشرات ، التي تعمل بها مؤسسات التصنيع الكبرى في أغلب الأحيان ، على النحو التالي:
- وحدة الطاقة - من 0.2 إلى 5-7 كيلوواط.
- نطاق درجة الحرارة - من 300 إلى 2400 درجة مئوية وأكثر.
- حجم غرفة العمل للأفران ذات درجة الحرارة العالية من 2.5 إلى 20 ديسيمتر.3.
- وزن التصميم - من 2 الى 100 كجم
- الجهد - شائع الاستخدامشبكات ثلاثية الطور لـ 380 V.
تنظيم سير العمل
يتم تنفيذ تركيب المعدات بطريقة ثابتة ، مما يتطلب أحيانًا أساسًا أوليًا على شكل ذراع تسوية أسمنتية مقاومة للحرارة. يتم إحضار معدات الاتصالات والمعدات التكنولوجية اللازمة لتزويد الفراغات إلى الفرن. تم تضمين بعض مكونات البرامج الهندسية في الحزمة الأساسية. على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم تنفيذ نظام التبريد باستخدام مروحة. تم تجهيز أفران تبريد المياه ذات درجة الحرارة العالية بمضخة دوران ذات سعة مناسبة ، والتي يتم دمجها في البنية التحتية المحلية لإمداد المياه. يتم توفير الإدارة اليوم في جميع وحدات التدفئة الصناعية تقريبًا بواسطة مبرمجين لديهم أجهزة استشعار ووحدات تحكم في معلمات التشغيل. يمكن دمج منظمات الحرارة في أنظمة التحكم المركزية للمؤسسة ، مما يسمح لك بمراقبة أداء المعدات بشكل شامل في السياق العام لعملية الإنتاج ، مع مراعاة خصائص العمليات التكنولوجية الموازية.
الخلاصة
النطاق الرئيسي لهذه المعدات هو علم المعادن ، وكذلك بعض فروع الصناعات الكيميائية والغذائية. ولكن حتى في إطار مثل هذه الصناعات ، فإن عمليات العمل الحراري غير متجانسة. نظرًا لأن تقنيات المعالجة أصبحت أكثر تعقيدًا ، فإن نهج تنظيم عمليات المعالجة الحرارية يتغير أيضًا. أيضا ، المتطلبات الإنشائيةتنفيذ أفران عالية الحرارة. يتم تمثيل المواد الخاصة بهذه المعدات اليوم ليس فقط من خلال فولاذ الأدوات ، ولكن أيضًا من خلال السيراميك المقاوم للحرارة ، مما يجعل الهياكل أسهل وأكثر عملية في الصيانة. كما تتغير مناهج إدارة الأفران. يؤدي إدخال نفس الأتمتة مع الوحدات القابلة للبرمجة إلى زيادة كفاءة التحكم في سير العمل ، وفي نفس الوقت يزيد من العمر التشغيلي للمعدات ويقلل من تكاليف الطاقة بسبب التحكم المتوازن.
