Noțiuni de bază despre cuptorul cu vatră mobilă: Cum funcționează un cuptor de tratament termic cu vatră mobilă
Un cuptor cu vatră tip bogie este elementul esențial în tratamentul termic al pieselor mari. Când piesa de prelucrat cântărește mai mult de 10 tone, când nu încape într-un cuptor tip cutie sau când timpul ciclului de încărcare și descărcare contează, designul cu vatră tip bogie este de obicei răspunsul corect. Boghiul - o vatră mobilă cu căptușeală refractară pe roți - se rostogolește afară din cuptor, sarcina este așezată cu o macara pod, iar boghiul se rostogolește înapoi. Acest concept simplu este ceea ce face ca cuptoarele cu vatră tip bogie să fie indispensabile pentru industrii precum construcția navală, feroviară, fabricarea vaselor sub presiune, forjare și utilajele grele.
Ce face ca un cuptor cu vatră bogie să fie diferit
Un cuptor convențional de tip cutie are un focar fix. Pentru a încărca cuptorul, operatorul deschide ușa și fie împinge încărcătura pe șine, fie o așează jos cu o macara pod. Pentru o piesă forjată de 5 tone, acest lucru funcționează. Pentru o carcasă de recipient sub presiune de 200 de tone, acest lucru nu funcționează. Sarcina este prea grea pentru a fi împinsă pe șine, iar ușa este prea mică.
Cuptorul cu vatră tip boghiu rezolvă această problemă prin mobilizarea vatrei în sine. Boghiul este o platformă grea din oțel cu o căptușeală refractară, montată pe roți de șină. Un troliu electric, un cilindru hidraulic sau un motoreductor acționează boghiul în și din cuptor. Când boghiul este în poziție, ușa cuptorului se închide, iar etanșarea dintre cadrul ușii și marginea boghiului menține atmosfera cuptorului.
Ciclu de funcționare tipic
Un ciclu de cuptor cu vatră boghiu pentru o încărcătură de forjare de 50 de tone durează între 18 și 36 de ore, în funcție de procesul de tratament termic. Secvența standard este: încărcare, închidere ușă, purjare (dacă există atmosferă controlată), încălzire la 100 până la 150 de grade Celsius pe oră, menținere la temperatura de îmbibare, răcire controlată, deschidere ușă, ieșire boghiu, descărcare.
Încălzirea este cea mai lungă fază. Pentru o forjare groasă, gradientul de temperatură de la suprafață la centru în timpul încălzirii trebuie controlat pentru a evita fisurarea sub tensiune termică. O regulă generală tipică: rata de încălzire în grade Celsius pe oră nu trebuie să depășească de 1,5 ori cea mai groasă secțiune în milimetri, până la un maxim de 200 de grade Celsius pe oră. Așadar, o forjare cu grosimea de 200 mm se încălzește la maximum 200 până la 300 de grade Celsius pe oră, iar o forjare cu grosimea de 500 mm se încălzește la maximum 150 de grade Celsius pe oră.
Dimensiuni și capacități ale cuptoarelor
Dimensiunile cuptoarelor cu vatră tip boghiu variază de la unități mici de atelier de 5 tone până la unități masive de 500 de tone pentru tratamentul termic al laminatelor de oțel. Proiectele cuptoarelor cu vatră tip boghiu MONTE INTELLIGENCE acoperă capacități de la 10 tone la 400 de tone, cu dimensiuni de lucru de la 3 m lățime x 4 m lungime x 2 m înălțime până la 8 m lățime x 30 m lungime x 6 m înălțime.
Cele mai mari cuptoare cu vatră tip bogie din lume prelucrează cilindri de lucru pentru oțelării, arbori de elice pentru nave și componente ale vaselor sub presiune ale reactoarelor nucleare. Cuptoarele din clasa de 400 de tone din oțelării funcționează adesea cu gaz natural cu arzătoare recuperative pentru a face față cerințelor ridicate de aport de căldură.
Metode de încălzire: Gaz, Electric, Combustibil dual
Cuptoarele cu vatră tip boghiu funcționează pe gaz natural, electricitate sau configurații cu combustibil dual. Modelele pe gaz utilizează arzătoare recuperative de mare viteză care recuperează 50 până la 65% din căldura reziduală din gazele de ardere. Modelele electrice utilizează elemente de încălzire cu rezistență din carbură de siliciu sau nichel-crom montate pe pereții laterali, acoperiș și boghiu.
Modelele pe gaz se încălzesc de obicei mai repede și au costuri de operare mai mici în regiunile cu gaz natural ieftin. Modelele electrice oferă un control mai bun al atmosferei și sunt preferate pentru procesele care necesită o uniformitate precisă a temperaturii. Modelele cu combustibil dual permit operatorului să comute între gaz și electricitate în funcție de disponibilitate și preț.
Proiectele cuptoarelor cu vatră tip bogie MONTE INTELLIGENCE acceptă toate cele trei metode de încălzire, cu arzătoare pe gaz și elemente electrice optimizate pentru geometria specifică a încărcăturii și rețeta procesului.
Refractare și izolație
Modelele moderne de cuptoare cu vatră tip bogie utilizează un sistem refractar stratificat: o față fierbinte din cărămidă cu conținut ridicat de alumină sau modul din fibră ceramică, susținută de cărămidă refractară izolatoare și pătură din fibră ceramică. Grosimea totală a peretelui este cuprinsă între 250 și 400 mm, ceea ce duce la temperaturi ale carcasei sub 60 de grade Celsius la temperatura maximă de funcționare.
Căptușelile din fibre ceramice au înlocuit în mare măsură căptușelile din cărămidă de pe acoperiș și pereții laterali ai noilor modele de cuptoare cu vatră boghiu. Modulele din fibre au o masă termică mai mică, o încălzire mai rapidă și o rezistență mai bună la șocuri termice. Compromisul este un cost inițial mai mare și o durată de viață mai scurtă la temperaturi foarte ridicate (peste 1100 de grade Celsius). Pentru modelele de cuptoare cu vatră boghiu care funcționează sub 950 de grade Celsius, căptușelile din fibre sunt standardul.
Ușă și etanșare
Ușa unui cuptor cu vatră tip boghiu este punctul critic de etanșare. Modelele de uși includ ridicare verticală (cea mai comună), glisare orizontală (cuptoare mari) și batantă (cuptoare mici). Etanșarea dintre ușă și cadrul ușii este de obicei o garnitură din cablu din fibră ceramică comprimată de zăvoare hidraulice sau mecanice.
Un mic spațiu la ușă poate costa între 5 și 15% din energia de intrare prin infiltrarea aerului rece. Pentru o centrală termică de 1 milion BTU pe oră, aceasta înseamnă 50.000 până la 150.000 BTU pe oră de căldură reziduală sau 50.000 până la 150.000 USD pe an în costuri pentru combustibil, la prețuri ale gazelor naturale de 8 până la 10 USD pe milion de BTU. Garniturile bune ale ușilor se amortizează în câteva luni.
Controlul atmosferei
Cuptoarele cu vatră boghiu utilizate pentru recoacerea lucioasă, normalizarea sau detensionarea oțelului inoxidabil și a oțelului pentru scule funcționează în atmosferă controlată. Opțiunile de atmosferă includ: pe bază de azot (pentru oțel inoxidabil), gaz endoterm (pentru oțel carbon) și argon (pentru metale reactive). Consumul de atmosferă la un cuptor cu vatră boghiu etanșă este de obicei de 1 până la 3 volume ale cuptorului pe oră la temperatura respectivă.
Controlul presiunii din cuptor este esențial. O presiune pozitivă de 5 până la 15 Pa în interiorul cuptorului previne infiltrarea aerului. Regulatorul de presiune modulează clapeta de evacuare pentru a menține valoarea de referință.
Capacități de proces
Modelele de cuptoare cu vatră tip bogie gestionează o gamă largă de procese: recoacere, normalizare, detensionare, revenire, tratare în soluție și îmbătrânire. Temperatura maximă de funcționare este de obicei între 950 și 1100 de grade Celsius pentru modelele standard, modelele speciale pentru temperaturi înalte ajungând la 1250 de grade Celsius.
Pentru industria petrolului și gazelor, cuptoarele cu vatră boghiu sunt standard pentru normalizarea și detensionarea secțiunilor mari de conducte, a corpurilor de supape și a componentelor capului de sondă. Pentru industria energiei eoliene, cuptoarele cu vatră boghiu sunt utilizate pentru detensionarea secțiunilor turnurilor și pentru recoacerea coroanelor dințate mari. Flexibilitatea designului vatrei boghiului este ceea ce îl face un atu pe termen lung în multe sectoare industriale.
Colaborarea cu MONTE INTELLIGENCE
Pentru cumpărătorii care evaluează un cuptor cu vatră bogie pentru un anumit proces, ingineria MONTE INTELLIGENCE poate modela curba de încălzire, uniformitatea temperaturii, consumul de energie și selecția refractorilor pe baza dimensiunilor încărcăturii și a rețetei procesului. Vizitațiwww.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html pentru specificații de produs și studii de caz. Pentru o discuție despre proiect, trimiteți un e-mail la adresa helenxu@cnlymonte.com, cu subiectul solicitării de informații despre focarul boghiului și detalii despre dimensiunile încărcăturii și cerințele procesului.
