Materiaalien käsittely korkeassa lämpötilassa on yksi tärkeimmistä toiminnoista monilla teollisuudenaloilla, joilla lämpö altistus sisältyy teknisten perusprosessien luetteloon. Tämän menettelyn järjestämisen ehdot voivat olla erilaiset, mikä aiheuttaa eroja käytettyjen laitteiden ominaisuuksissa. Yleensä yksikkösegmentin, jonka vuoksi intensiivistä lämpökäsittelyä suoritetaan, muodostavat korkean lämpötilan uunit teolliseen käyttöön.
Laitteiden luokitus lämmöntuoton periaatteen mukaan
Tällä hetkellä ei ole olemassa yleistä tapaa tuottaa lämpöenergiaa, joka sopisi yhtä hyvin erilaisiin käyttöolosuhteisiin. On kuitenkin mahdollista erottaa kapea ryhmä seuraavista suosituimmista korkean lämpötilan uuneistalämmitys:
- Polttoaine. Perinteinen menetelmä lämmön tuottamiseksi, joka tuotetaan kemiallisesta energiasta polttamalla kiinteitä, kaasumaisia ja nestemäisiä polttoaineita.
- Sähkö. Laaja valikoima laitteita, jotka ovat käteviä ja turvallisia käyttää. Korkean lämpötilan sähköuunien kategoriassa erottuvat myös nykyaikaisemmat induktio- ja sähkökaarimallit. Tällaisten laitteiden yleinen haittapuoli on korkea sähköenergian hinta, jota käytetään suuria määriä.
- Autogeeninen. Tämän tyyppiset uunit toimivat prosessoitavien työkappaleiden sisältämien alkuaineiden palamis- ja hapettumisreaktioiden vuoksi. Esimerkiksi nestemäistä rautaa puhallettaessa hapella hiili hapettuu luonnollisella lämmönvapautuksella. On selvää, että autogeenisten uunien käyttö on taloudellisesti edullista, koska käytännöllisesti katsoen ei tarvita lisäpolttokennoja, mutta kaikki tuotantolaitokset eivät normaalisti tarjoa teknisiä prosesseja hapettumalla ja polttamalla. Pääsääntöisesti tämä koskee metallien ja metalliseosten metallurgisen käsittelyn aloja.
Kammiouunit
Tämä on yksi yleisimmistä korkean lämpötilan yksiköistä, joka on suunniteltu tuottamaan lämpövaikutus nopealla lämmityksellä halutulle tasolle. Lämpöenergian tasaisen jakautumisen ylläpitämiseksi tuotannossa käytetään lisäksi erityisiä kaasuja ja hapettavia aineita. Suurin lämmitystila klokorkean lämpötilan kammiouunit saavuttavat 1800 °C, jos puhumme metallurgisen tuotannon standardimalleista. Sähkö toimii yleensä energianlähteenä - tehopotentiaali vaihtelee keskimäärin 0,5-3,5 kW.
Putkuuunit
Erilaisia korkean lämpötilan malleja uunilaitteistoista, joissa on mahdollisuus suunnata lämpövirtojen syöttö. Suunnittelussa on lämmitys ja erilliset lohkot, joiden pyörimismekaniikka mahdollistaa työskentelyn eri kulmissa vallitsevista vaatimuksista riippuen. Jotkut putkimaisten korkean lämpötilan uunien mallit on varustettu kvartsireaktorilla, jossa on kaasutiiviit päät. Tämä suunnitteluratkaisu saa aikaan kaasujen kaksoispolton vaikutuksen, mikä luo myös olosuhteet alkuperäisten polttoaineresurssien minimoimiseksi. Lämmönlähteinä käytetään yleensä lohkotyyppisiä lämpöeristysmoduuleja, jotka lämmittävät jopa 1200 °C.
Muhveliuunien ominaisuudet
Tehokkaaseen toimintaan aggressiivisissa ympäristöissä, joita usein esiintyy raaka-aineiden teollisessa käsittelyssä, käytetään erilaisia muhveliuuneja. Niitä voidaan käyttää suoraan vaikuttaen kaasujen, pölyn, höyryn, veden ja muiden jätetuotteiden rakenteeseen. Eristystehtävät ratkaistaan erityisillä lämpöä kestävillä materiaaleilla. Korkean lämpötilan uuneissa, jotka toimivat lämpötila-alueella 1150 °C - 1300 °C, käytetään erityisesti keraamisia elementtejä, jotka eivätsuojaavat tulipesää vain negatiivisilta ulkoisilta vaikutuksilta, mutta edistävät myös lämmön tasaista jakautumista ulkopuolelta. Suunnitteluun voi sisältyä myös erityisiä laakeriputkia, joiden läpi lämpöä säteilee tarkoituksellisesti tiettyjä ääriviivoja pitkin ja lyhyen ajan.
Sulatusuunit
Nämä ovat yleensä yksiköitä, joissa on pieni lämmityskammio, joka on suunniteltu huoltamaan kompakteja työkappaleita. Tällaisissa uuneissa prosessoitaviin kohdemateriaaleihin kuuluvat ei-rautametallit, jotka vaativat erityisiä lämpö altistusolosuhteita. Laboratoriossa on myös erityisiä malleja, jotka on varustettu valukaukalolla, jossa sulatteen annostelu on mahdollista tarkasti. Keskimääräiset lämpöarvot tämän tyyppisissä korkean lämpötilan uuneissa vaihtelevat välillä 1000 °C - 1500 °C hienosäätömahdollisuudella. Tähän lajikkeeseen kuuluu myös joitain tuliyksiköiden modifikaatioita.
Uunien tärkeimmät ominaisuudet
Jopa samantyyppisissä korkean lämpötilan teollisuusuuneissa käyttöparametrit voivat vaihdella suuresti. Keskimääräiset indikaattorit, joilla suuret teollisuusyritykset useimmiten työskentelevät, voidaan esittää seuraavasti:
- Yksikköteho - 0,2 - 5-7 kW.
- Lämpötila-alue - 300 - 2400 °C ja enemmän.
- Korkean lämpötilan uunien työkammion tilavuus on 2,5-20 dm3.
- Suunniteltu paino - 2-100 kg.
- Jännite - yleisesti käytettykolmivaiheiset verkot 380 V:lle.
Työnkulkuorganisaatio
Laitteiden asennus suoritetaan kiinteästi, joskus se vaatii alustavan pohjan lämmönkestävän sementtitasoituksen muodossa. Uuniin tuodaan tarvittavat viestintä- ja teknologiset laitteet aihioiden toimittamiseen. Jotkut suunnitteluohjelmistokomponentit sisältyvät peruspakettiin. Esimerkiksi jäähdytysjärjestelmä toteutetaan usein tuulettimella. Korkean lämpötilan vesijäähdytteiset uunit on varustettu sopivan kapasiteetin kiertovesipumpulla, joka on integroitu paikalliseen vesihuoltoinfrastruktuuriin. Nykyään lähes kaikissa teollisuuslämmitysyksiköissä hallinnan tarjoavat ohjelmoijat antureilla ja toimintaparametrien säätimillä. Termostaatit voidaan integroida yrityksen keskusohjausjärjestelmiin, jolloin voit seurata kokonaisv altaisesti laitteiden suorituskykyä koko tuotantoprosessin yhteydessä ottaen huomioon rinnakkaisten teknisten toimintojen ominaisuudet.
Johtopäätös
Tämän laitteen pääasiallinen käyttöalue on metallurgia sekä tietyt kemian- ja elintarviketeollisuuden alat. Mutta jopa tällaisten teollisuudenalojen puitteissa lämpövaikutusprosessit ovat heterogeenisia. Prosessointitekniikoiden monimutkaistuessa myös lähestymistapa lämpökäsittelyn organisointiin muuttuu. Myös rakenteelliset vaatimuksetkorkean lämpötilan uunien toteutus. Tällaisten laitteiden materiaaleja edustavat nykyään työkaluterästen lisäksi myös lämmönkestävä keramiikka, mikä tekee rakenteista helpompaa ja käytännöllisempää huoltaa. Myös lähestymistavat uunien hallintaan ovat muuttumassa. Saman automaation käyttöönotto ohjelmoitavilla moduuleilla lisää työnkulun ohjauksen tehokkuutta ja samalla pidentää laitteiden käyttöikää ja vähentää energiakustannuksia tasapainoisen ohjauksen ansiosta.
