Az anyagok magas hőmérsékletű feldolgozása az egyik kulcsfontosságú művelet számos iparágban, ahol a hőterhelés az alapvető technológiai folyamatok listáján szerepel. Ennek az eljárásnak a megszervezésének feltételei eltérőek lehetnek, ami eltéréseket okoz az alkalmazott berendezések jellemzőiben. Általában az egységek azon szegmensét, amely miatt intenzív hőkezelést végeznek, az ipari felhasználású, magas hőmérsékletű kemencék alkotják.
A berendezések besorolása a hőtermelés elve szerint
Ma nincs olyan univerzális módszer a hőenergia előállítására, amely egyformán alkalmas lenne a különböző működési feltételekre. A legnépszerűbb magas hőmérsékletű kemencék alábbi típusai közül azonban ki lehet választani egy szűk csoportot:fűtés:
- Üzemanyag. A hőtermelés hagyományos módja, amelyet kémiai energiából állítanak elő szilárd, gáznemű és folyékony tüzelőanyagok elégetésével.
- Elektromos. Kényelmes és biztonságos használatú egységek széles szegmense. A magas hőmérsékletű elektromos kemencék kategóriájában a modernebb indukciós és elektromos íves modellek is kiemelkednek. Az ilyen berendezések általános hátránya az elektromos energia magas költsége, amelyet nagy mennyiségben költenek el.
- Autogén. Az ilyen típusú kemencék a megmunkálandó munkadarabokban lévő elemek égési és oxidációs reakcióinak köszönhetően működnek. Például a folyékony vas oxigénnel való fújása során a szén természetes hőleadással oxidálódik. Nyilvánvaló, hogy az autogén kemencék alkalmazása gazdaságilag előnyös, mivel gyakorlatilag nincs szükség további tüzelőanyag-cellákra, de általában nem minden gyártóberendezés biztosítja az oxidációval és égetéssel járó technológiai folyamatokat. Ez általában a fémek és ötvözetek kohászati feldolgozásának területeire vonatkozik.
kamrakemencék
Ez az egyik legelterjedtebb magas hőmérsékletű egységkialakítás, amelyet úgy terveztek, hogy hőhatást biztosítson gyors melegítéssel a kívánt szintre. A termelés során a hőenergia egyenletes eloszlásának fenntartása érdekében speciális gázt és oxidálóközeget is használnak. A maximális fűtési mód aA magas hőmérsékletű kamrás kemencék hőmérséklete eléri az 1800 °C-ot, ha a kohászati gyártás szabványos ipari modelljeiről beszélünk. A villamos energia általában energiaforrásként működik – a teljesítménypotenciál átlagosan 0,5 és 3,5 kW között változik.
Csőkemencék
A kemenceberendezések magas hőmérsékletű modelljei a hőáramok irányított ellátásának lehetőségével. A kialakítás fűtést és különálló blokkokat biztosít, amelyek forgómechanikája lehetővé teszi, hogy az aktuális követelményektől függően különböző szögekben dolgozzon. A cső alakú, magas hőmérsékletű kemencék egyes modelljei gáztömör fejjel ellátott kvarcreaktorral vannak felszerelve. Ez a tervezési megoldás a gázok kettős égetésének hatását biztosítja, ami egyben feltételeket teremt a kezdeti tüzelőanyag-források minimalizálásához. Hőleadóként általában szekcionált típusú fűtő-szigetelő modulokat használnak, amelyek 1200 °C-ig melegítenek.
A tokos kemencék jellemzői
A nyersanyagok ipari feldolgozása során gyakran előforduló agresszív környezetben való hatékony működés érdekében különféle típusú tokos kemencéket használnak. Használhatók közvetlen hatással a gázok, por, gőz, víz és egyéb hulladékok szerkezetére. A szigetelési feladatokat speciális hőálló anyagok oldják meg. Az 1150 °C és 1300 °C közötti hőmérséklet-tartományban működő magas hőmérsékletű kemencékhez különösen olyan kerámiaelemeket használnak, amelyek nemcsak védi a tűzteret a negatív külső hatásoktól, de hozzájárul a kívülről érkező hő egyenletes eloszlásához is. A kialakítás tartalmazhat speciális csapágycsöveket is, amelyeken keresztül meghatározott körvonalak mentén és rövid ideig célirányosan sugározzák ki a hőt.
Olvasztókemencék
Általában ezek kis fűtőkamrával rendelkező egységek, amelyeket kompakt munkadarabok kiszolgálására terveztek. Az ilyen kemencékben történő feldolgozás célanyagai közé tartoznak a színesfémek, amelyek speciális termikus expozíciót igényelnek. A laboratóriumi műveletek elvégzéséhez speciális modellsorok is rendelkezésre állnak, öntővályúval ellátva, az olvadék pontos adagolásának lehetőségével. Az átlagos fűtési értékek az ilyen típusú magas hőmérsékletű kemencékben 1000 °C és 1500 °C között mozognak, finom szabályozási lehetőséggel. A tüzelőegységek néhány módosítása is ebbe a fajtába tartozik.
A kályhák legfontosabb jellemzői
Még azonos típusú magas hőmérsékletű ipari kemencéken belül is a működési paraméterek nagyon eltérőek lehetnek. Az átlagos mutatók, amelyekkel a nagy feldolgozóipari vállalkozások leggyakrabban dolgoznak, a következőképpen ábrázolhatók:
- Egység teljesítménye - 0,2-5-7 kW.
- Hőmérséklet-tartomány – 300-2400 °C és több.
- A magas hőmérsékletű kemencék munkakamrájának térfogata 2,5-20 dm3.
- Tervezési súly - 2-100 kg.
- Feszültség – általánosan használtháromfázisú hálózatok 380 V-hoz.
Munkafolyamat-szervezés
A berendezések telepítése helyhez kötött módon történik, esetenként előzetes alapozást igényel hőálló cementesztrich formájában. A nyersdarabok szállításához szükséges kommunikációs és technológiai berendezések a kemencébe kerülnek. Néhány mérnöki szoftverkomponens az alapcsomag részét képezi. Például a hűtőrendszert gyakran ventilátorral valósítják meg. A magas hőmérsékletű vízhűtéses sütők megfelelő teljesítményű keringető szivattyúval vannak felszerelve, amely a helyi vízellátó infrastruktúrába integrálva van. A kezelést ma szinte minden ipari fűtőegységben érzékelőkkel és működési paraméterek vezérlőivel rendelkező programozók biztosítják. A termosztátok integrálhatók a vállalat központi vezérlőrendszereibe, ami lehetővé teszi a berendezések teljesítményének átfogó nyomon követését a gyártási folyamat általános összefüggésében, figyelembe véve a párhuzamos technológiai műveletek jellemzőit.
Következtetés
A berendezés fő hatóköre a kohászat, valamint a vegyipar és az élelmiszeripar bizonyos ágai. De még az ilyen iparágak keretein belül is heterogének a hőhatás folyamatai. A feldolgozási technológiák összetettebbé válásával a hőkezelési műveletek megszervezésének szemlélete is megváltozik. Továbbá a szerkezeti követelményekmagas hőmérsékletű kemencék kivitelezése. Az ilyen berendezésekhez manapság nem csak a szerszámacélok, hanem a hőálló kerámiák is felhasználhatók, ami megkönnyíti és praktikusabbá teszi a szerkezetek karbantartását. A kemencék kezelésének megközelítése is változik. Ugyanennek az automatizálásnak a programozható modulokkal történő bevezetése növeli a munkafolyamat-szabályozás hatékonyságát, ugyanakkor megnöveli a berendezések élettartamát és a kiegyensúlyozott vezérlésnek köszönhetően csökkenti az energiaköltségeket.
