Visokotemperaturna obrada materijala jedna je od ključnih operacija u mnogim industrijama, gdje je toplinska izloženost uključena u popis osnovnih tehnoloških procesa. Uvjeti za organizaciju ovog postupka mogu biti različiti, što uzrokuje razlike u karakteristikama korištene opreme. Općenito, segment jedinica, zbog kojih se provodi intenzivna toplinska obrada, čine visokotemperaturne peći za industrijsku upotrebu.
Klasifikacija opreme prema principu proizvodnje topline
Danas ne postoji univerzalni način generiranja toplinske energije, koji bi bio jednako prikladan za različite uvjete rada. Međutim, moguće je izdvojiti usku skupinu sljedećih vrsta najpopularnijih peći koje se koriste za visokotemperaturnegrijanje:
- Gorivo. Tradicionalna metoda generiranja topline, koja se proizvodi iz kemijske energije izgaranjem krutih, plinovitih i tekućih goriva.
- Električna. Široki segment jedinica koje su prikladne i sigurne za korištenje. U kategoriji visokotemperaturnih električnih peći ističu se i moderniji indukcijski i elektrolučni modeli. Uobičajeni nedostatak takve opreme je visoka cijena električne energije koja se troši u velikim količinama.
- Autogeno. Peći ove vrste rade zbog reakcija izgaranja i oksidacije elemenata sadržanih u obrađenim dijelovima. Na primjer, tijekom puhanja tekućeg željeza kisikom, ugljik se oksidira prirodnim oslobađanjem topline. Očito je da je korištenje autogenih peći ekonomski isplativo, budući da praktički nisu potrebne dodatne gorivne ćelije, ali svi proizvodni pogoni inače ne predviđaju tehnološke procese s oksidacijom i izgaranjem. U pravilu se to odnosi na područja metalurške obrade metala i legura.
Komorne peći
Ovo je jedan od najčešćih dizajna visokotemperaturnih jedinica, dizajniran da pruži toplinski učinak s brzim zagrijavanjem do željene razine. Kako bi se održala ravnomjerna raspodjela toplinske energije u proizvodnji, dodatno se koriste posebni plinovi i oksidacijski mediji. Maksimalni način grijanja navisokotemperaturne komorne peći dosežu 1800 °C, ako govorimo o standardnim industrijskim modelima za metaluršku proizvodnju. Električna energija obično djeluje kao izvor energije - potencijal snage varira u prosjeku od 0,5 do 3,5 kW.
Cjevaste peći
Različiti visokotemperaturni modeli opreme peći s mogućnošću usmjerenog dovoda toplinskih tokova. Dizajn predviđa grijanje i odvojene blokove, čija rotirajuća mehanika omogućuje rad pod različitim kutovima, ovisno o trenutnim zahtjevima. Neki modeli cijevnih visokotemperaturnih peći opremljeni su kvarcnim reaktorom s plinonepropusnim glavama. Ovo dizajnersko rješenje osigurava učinak dvostrukog izgaranja plinova, što također stvara uvjete za minimiziranje početnih resursa goriva. Kao odašiljači topline obično se koriste toplinsko-izolacijski moduli sekcijskog tipa koji osiguravaju grijanje do 1200 °C.
Karakteristike muflnih peći
Za učinkovit rad u agresivnim okruženjima, što se često događa u industrijskoj preradi sirovina, koriste se razne vrste muflnih peći. Mogu se koristiti s izravnim utjecajem na strukturu plinova, prašine, pare, vode i drugih otpadnih proizvoda. Zadaci izolacije rješavaju se posebnim materijalima otpornim na toplinu. Za visokotemperaturne peći koje rade u temperaturnom rasponu od 1150 °C do 1300 °C, posebno se koriste keramički elementi koji nesamo štite ložište od negativnih vanjskih utjecaja, ali i doprinose ravnomjernoj raspodjeli topline izvana. Dizajn također može uključivati posebne noseće cijevi, kroz koje se toplina namjerno zrači duž određenih kontura i za kratko vrijeme.
Peći za taljenje
U pravilu su to jedinice s malom komorom za grijanje dizajnirane za servisiranje kompaktnih izratka. Ciljani materijali za obradu u takvim pećima uključuju obojene metale koji zahtijevaju posebne uvjete toplinske izloženosti. Postoje i posebne linije modela za izvođenje operacija u laboratoriju, opremljene koritom za lijevanje s mogućnošću preciznog doziranja taline. Prosječne vrijednosti grijanja u ovoj vrsti visokotemperaturnih peći kreću se od 1000 °C do 1500 °C s mogućnošću fine regulacije. Neke modifikacije paljbenih jedinica također pripadaju ovoj sorti.
Ključne značajke peći
Čak i unutar iste vrste visokotemperaturne industrijske peći, radni parametri mogu se uvelike razlikovati. Prosječni pokazatelji, s kojima najčešće rade velika proizvodna poduzeća, mogu se prikazati na sljedeći način:
- Snaga jedinice - od 0,2 do 5-7 kW.
- Raspon temperature - od 300 do 2400 °C i više.
- Zapremina radne komore visokotemperaturnih peći je od 2,5 do 20 dm3.
- Dizajn težina - od 2 do 100 kg.
- Napon - obično se koristitrofazne mreže za 380 V.
Organizacija tijeka rada
Instalacija opreme izvodi se na stacionarni način, ponekad zahtijevajući preliminarni temelj u obliku cementnog estriha otpornog na toplinu. Potrebna komunikacijska i tehnološka oprema za opskrbu praznina dovode se u peć. Neke komponente inženjerskog softvera uključene su u osnovni paket. Na primjer, sustav hlađenja se često implementira pomoću ventilatora. Visokotemperaturne vodeno hlađene peći opremljene su cirkulacijskom pumpom odgovarajućeg kapaciteta koja je integrirana u lokalnu vodoopskrbnu infrastrukturu. Upravljanje danas u gotovo svim industrijskim jedinicama grijanja osiguravaju programeri sa senzorima i regulatorima radnih parametara. Termostati se mogu integrirati u središnje upravljačke sustave poduzeća, što vam omogućuje sveobuhvatno praćenje performansi opreme u cjelokupnom kontekstu proizvodnog procesa, uzimajući u obzir karakteristike paralelnih tehnoloških operacija.
Zaključak
Glavni opseg ove opreme je metalurgija, kao i određene grane kemijske i prehrambene industrije. Ali čak iu okviru takvih industrija, procesi toplinskog djelovanja su heterogeni. Kako tehnologije obrade postaju sve složenije, mijenja se i pristup organizaciji operacija termičke obrade. Također, zahtjevi za strukturneizvedba visokotemperaturnih peći. Materijale za takvu opremu danas predstavljaju ne samo alatni čelici, već i keramika otporna na toplinu, što konstrukcije čini lakšim i praktičnijim za održavanje. Mijenjaju se i pristupi upravljanju pećima. Uvođenjem iste automatizacije s programabilnim modulima povećava se učinkovitost kontrole tijeka rada, a istovremeno se produžava radni vijek opreme i smanjuju troškovi energije zbog uravnotežene kontrole.
