Cuptoare de înaltă temperatură: tipuri, caracteristici, aplicații

Manipularea materialelor la temperaturi înalte este o operațiune cheie în multe industrii în care influențele termice sunt un factor important procese tehnologice. Condițiile în care se organizează această procedură pot varia, ceea ce duce, de asemenea, la diferențe în ceea ce privește caracteristicile echipamentelor utilizate. În general, cuptoarele de înaltă temperatură pentru uz industrial formează segmentul de unități care sunt utilizate pentru tratamente termice intense.

Clasificarea echipamentelor pe principiul generării de căldură

Până în prezent, nu există o metodă universală de generare a căldurii care să fie la fel de potrivită pentru diferite condiții de funcționare. Cu toate acestea, este posibil să se identifice un grup restrâns de următoarele tipuri de cuptoare cele mai populare utilizate pentru sarcinile de încălzire la temperaturi ridicate:

• Combustibil . Modul tradițional de generare a căldurii, care este produsă din energie chimică prin arderea combustibililor solizi, gazoși și lichizi.
• Electric. O gamă largă de unități care sunt convenabile și sigure de utilizat. În categoria cuptoarelor electrice de înaltă temperatură, există, de asemenea, modele mai moderne de inducție și de arc electric. Un dezavantaj comun al acestor echipamente este costul ridicat al energiei electrice, care este consumată în cantități mari.
• Autogenous. Aceste cuptoare funcționează prin reacția de ardere și oxidare a elementelor conținute în piesele de lucru. De exemplu, oxigenul este utilizat pentru a curăța fierul lichid printr-un proces care oxidează carbonul prin degajarea naturală de căldură. Este evident că utilizarea cuptoarelor autogene este avantajoasă din punct de vedere economic, deoarece practic nu sunt necesare elemente combustibile suplimentare, dar nu toate instalațiile de producție prevăd în mod obișnuit procese de oxidare și ardere. Aceasta se referă, în general, la domeniile de prelucrare metalurgică a metalelor și aliajelor.

Cuptoare cu cameră

Acesta este unul dintre cele mai frecvente modele o unitate de înaltă temperatură concepută pentru a furniza efecte termice cu încălzire rapidă până la nivelul necesar. Pentru a menține uniformitatea distribuției energie termică În plus, în procesele de producție se utilizează gaze speciale și medii oxidante. Capacitatea maximă de încălzire a cuptoarelor cu cameră de înaltă temperatură ajunge până la 1800 °C în cazul cuptoarelor cu cameră standard pentru fabricarea oțelului. În mod normal, sursa de energie este reprezentată de electricitate - puterea nominală variază în medie între 0,5 și 3,5 kW.

Cuptoare tubulare

Un tip de model de cuptor de înaltă temperatură cu flux termic controlat. Designul include unități de încălzire și unități de încălzire divizată, cu mecanisme pivotante care permit diferite unghiuri de funcționare în funcție de cerințele curente. Unele modele de cuptoare tubulare de înaltă temperatură sunt echipate cu un reactor de cuarț cu capete etanșe la gaze. Această construcție asigură un efect dublu de combustie a gazelor care permite, de asemenea, reducerea la minimum a aportului inițial de combustibil. Modulele de încălzire și izolare de tip secțiune cu temperaturi de până la 1200 °C sunt utilizate în general ca emițătoare de căldură.

Caracteristicile cuptoarelor cu mufe

Diferite tipuri de cuptoare cu mufe sunt utilizate pentru o funcționare eficientă în medii agresive, așa cum este adesea cazul în prelucrarea industrială a materiilor prime. Acestea pot fi utilizate în cazul expunerii directe a structurii la gaze, praf, abur, apă și alte deșeuri de producție. Pentru izolare se folosesc materiale speciale rezistente la căldură. În special pentru cuptoarele de înaltă temperatură care funcționează în intervalul de temperatură de la 1150 °C la 1300 °C, se folosesc elemente ceramice care nu numai că protejează cuptorul de influențele externe negative, dar contribuie și la o distribuție uniformă a căldurii în exterior. Structura poate include, de asemenea, țevi speciale de susținere, prin care căldura este radiată în mod specific de-a lungul unor contururi specifice și la intervale scurte.

Cuptoare de topire

Acestea sunt de obicei unități cu o cameră de încălzire mică, concepute pentru piese compacte. Materialele țintă ale acestor cuptoare sunt metalele neferoase care necesită condiții speciale de tratament termic. Există, de asemenea, game de modele speciale pentru aplicații în mediul de laborator, echipate cu un jgheab de turnare cu dozare de precizie a topiturii. Valorile medii de încălzire pentru acest tip de cuptoare de înaltă temperatură variază între 1000 °C și 1500 °C și pot fi reglate cu precizie. Unele modificări ale echipamentului de tragere aparțin, de asemenea, acestei varietăți.

Principalele caracteristici ale cuptoarelor

Chiar și în cadrul unui singur tip de cuptor de înaltă temperatură, parametrii de funcționare pot varia foarte mult. Cifrele medii cele mai frecvent utilizate de marile întreprinderi de producție pot fi prezentate după cum urmează:

Organizarea fluxului de lucru

Echipamentele sunt instalate permanent, necesitând uneori o fundație sub forma unei șape de ciment termorezistent. Cuptorul beneficiază de comunicațiile necesare și de tehnologia de procesare echipamente pentru Alimentarea cu billet. Unele dintre componentele tehnice sunt incluse în echipamentul de bază. De exemplu, sistemul de răcire este adesea realizat cu ajutorul unui ventilator. Cuptoarele de înaltă temperatură cu răcire cu apă sunt echipate cu o pompă de circulație de o capacitate adecvată, care este integrată în sistemul local de alimentare cu apă. Controlul este acum posibil cu aproape toate cuptoarele de încălzire industrială, folosind programatoare cu senzori și controlere pentru parametrii de funcționare. termostatele pot fi integrate în sistemele centrale de control al instalației, astfel încât performanța echipamentului să poată fi monitorizată în contextul general al procesului, ținând cont de caracteristicile operațiunilor de proces concurente.

Concluzie

Principalul domeniu de aplicare al acestor echipamente este în industria metalurgică, precum și în anumite sectoare ale industriei chimice și alimentare. Dar chiar și în cadrul acestor instalații, procesele de tratament termic sunt eterogene. Pe măsură ce tehnologiile de prelucrare devin mai complexe, se schimbă și abordarea operațiunilor de tratare termică. Cerințele de proiectare pentru cuptoarele de înaltă temperatură sunt, de asemenea, în creștere. Materiale pentru Cea mai recentă generație a acestor cuptoare încorporează nu numai oțeluri pentru scule, ci și ceramică refractară care face cuptoarele mai ușoare și mai practice de întreținut. Abordările privind controlul cuptoarelor se schimbă. Introducerea aceleiași automatizări cu module programabile sporește eficiența controlului procesului și, în consecință, crește durata de funcționare și reduce costurile de energie printr-un control echilibrat.