Visokotemperaturna obdelava materialov je ena ključnih operacij v številnih panogah, kjer je toplotna izpostavljenost uvrščena na seznam osnovnih tehnoloških procesov. Pogoji za organizacijo tega postopka so lahko različni, kar povzroča razlike v značilnostih uporabljene opreme. Na splošno segment enot, zaradi katerih se izvaja intenzivna toplotna obdelava, tvorijo visokotemperaturne peči za industrijsko uporabo.
Razvrstitev opreme po principu proizvodnje toplote
Danes ni univerzalnega načina pridobivanja toplotne energije, ki bi bil enako primeren za različne pogoje delovanja. Vendar pa je mogoče izpostaviti ozko skupino naslednjih vrst najbolj priljubljenih peči, ki se uporabljajo za visokotemperaturneogrevanje:
- gorivo. Tradicionalna metoda pridobivanja toplote, ki nastane iz kemične energije z zgorevanjem trdnih, plinastih in tekočih goriv.
- Električna. Širok segment enot, ki so priročne in varne za uporabo. V kategoriji visokotemperaturnih električnih peči izstopajo tudi modernejši indukcijski in elektroločni modeli. Pogosta pomanjkljivost takšne opreme so visoki stroški električne energije, ki se porabi v velikih količinah.
- avtogeno. Peči te vrste delujejo zaradi reakcij zgorevanja in oksidacije elementov, ki jih vsebujejo obdelovanci, ki se obdelujejo. Na primer, med pihanjem tekočega železa s kisikom se ogljik oksidira z naravnim sproščanjem toplote. Očitno je, da je uporaba avtogenih peči ekonomsko ugodna, saj praktično niso potrebne dodatne gorivne celice, vendar vsi proizvodni objekti običajno ne zagotavljajo tehnoloških procesov z oksidacijo in zgorevanjem. Praviloma to velja za področja metalurške obdelave kovin in zlitin.
komorne peči
To je eden najpogostejših modelov visokotemperaturnih enot, zasnovan tako, da zagotavlja toplotni učinek s hitrim segrevanjem na želeno raven. Da bi ohranili enakomerno porazdelitev toplotne energije v proizvodnji, se dodatno uporabljajo posebni plini in oksidacijski mediji. Največji način ogrevanja privisokotemperaturne komorne peči dosežejo 1800 °C, če govorimo o standardnih industrijskih modelih za metalurško proizvodnjo. Električna energija običajno deluje kot vir energije - potencial moči se v povprečju giblje od 0,5 do 3,5 kW.
Cevaste peči
Raznolikost visokotemperaturnih modelov opreme peči z možnostjo usmerjenega dovoda toplotnih tokov. Zasnova predvideva ogrevanje in ločene bloke, katerih vrtljiva mehanika omogoča delo pod različnimi koti, odvisno od trenutnih zahtev. Nekateri modeli cevnih visokotemperaturnih peči so opremljeni s kremenovim reaktorjem s plinotesnimi glavami. Ta oblikovalska rešitev zagotavlja učinek dvojnega zgorevanja plinov, kar ustvarja tudi pogoje za zmanjšanje začetnih virov goriva. Kot oddajniki toplote se običajno uporabljajo sekcijski toplotnoizolacijski moduli, ki zagotavljajo ogrevanje do 1200 °C.
Lastnosti muflnih peči
Za učinkovito delovanje v agresivnih okoljih, ki se pogosto pojavljajo pri industrijski predelavi surovin, se uporabljajo različne vrste muflnih peči. Uporabljajo se lahko z neposrednim vplivom na strukturo plinov, prahu, pare, vode in drugih odpadnih produktov. Izolacijske naloge rešujejo posebni toplotno odporni materiali. Za visokotemperaturne peči, ki delujejo v temperaturnem območju od 1150 °C do 1300 °C, se uporabljajo zlasti keramični elementi, ki nesamo ščiti kurišče pred negativnimi zunanjimi vplivi, hkrati pa prispeva k enakomerni porazdelitvi toplote od zunaj. Zasnova lahko vključuje tudi posebne nosilne cevi, skozi katere se toplota namerno oddaja vzdolž določenih kontur in za kratek čas.
talilne peči
Praviloma gre za enote z majhno grelno komoro, namenjeno servisiranju kompaktnih obdelovancev. Ciljni materiali za obdelavo v takih pečeh so neželezne kovine, ki zahtevajo posebne pogoje toplotne izpostavljenosti. Na voljo so tudi posebne linije modelov za izvajanje operacij v laboratoriju, opremljenih z livnim koritom z možnostjo natančnega doziranja taline. Povprečne ogrevalne vrednosti v tej vrsti visokotemperaturnih peči se gibljejo od 1000 °C do 1500 °C z možnostjo fine regulacije. V to sorto spadajo tudi nekatere modifikacije strelnih enot.
Ključne značilnosti peči
Tudi znotraj iste vrste visokotemperaturne industrijske peči se lahko delovni parametri zelo razlikujejo. Povprečne kazalnike, s katerimi največkrat delajo velika proizvodna podjetja, je mogoče predstaviti na naslednji način:
- Moč enote - od 0,2 do 5-7 kW.
- Temperaturno območje - od 300 do 2400 °C in več.
- Prostornina delovne komore visokotemperaturnih peči je od 2,5 do 20 dm3.
- Design teža - od 2 do 100 kg.
- Napetost - pogosto uporabljenatrifazna omrežja za 380 V.
Organizacija delovnega toka
Namestitev opreme se izvaja na stacionarni način, včasih zahteva predhodno podlago v obliki toplotno odpornega cementnega estriha. V peč se pripelje potrebna komunikacijska in tehnološka oprema za dobavo surovcev. Nekatere komponente inženirske programske opreme so vključene v osnovni paket. Na primer, sistem hlajenja se pogosto izvaja z uporabo ventilatorja. Visokotemperaturne vodno hlajene pečice so opremljene z obtočno črpalko ustrezne zmogljivosti, ki je integrirana v lokalno vodovodno infrastrukturo. Upravljanje danes v skoraj vseh industrijskih ogrevalnih enotah zagotavljajo programerji s senzorji in krmilniki delovnih parametrov. Termostate je mogoče integrirati v centralne krmilne sisteme podjetja, kar vam omogoča celovito spremljanje delovanja opreme v celotnem kontekstu proizvodnega procesa ob upoštevanju značilnosti vzporednih tehnoloških operacij.
Sklep
Glavni obseg te opreme je metalurgija, pa tudi nekatere veje kemične in živilske industrije. Toda tudi v okviru takšnih industrij so procesi toplotnega delovanja heterogeni. Ko postajajo tehnologije obdelave vse bolj kompleksne, se spreminja tudi pristop k organizaciji postopkov termične obdelave. Prav tako zahteve za strukturnoizvedba visokotemperaturnih peči. Materiale za takšno opremo danes ne predstavljajo le orodna jekla, temveč tudi toplotno odporna keramika, zaradi česar so konstrukcije lažje in bolj praktične za vzdrževanje. Spreminjajo se tudi pristopi k upravljanju peči. Uvedba enake avtomatizacije s programirljivimi moduli poveča učinkovitost nadzora delovnega toka, hkrati pa poveča življenjsko dobo opreme in zmanjša stroške energije zaradi uravnoteženega nadzora.
