Високотемпературната обработка на материалите е една от ключовите операции в много индустрии, където термичното излагане е включено в списъка на основните технологични процеси. Условията за организиране на тази процедура могат да бъдат различни, което води до различия в характеристиките на използваното оборудване. Като цяло сегментът от агрегати, поради които се извършва интензивна термична обработка, се формира от високотемпературни пещи за промишлена употреба.
Класификация на оборудването според принципа на генериране на топлина
Днес няма универсален начин за генериране на топлинна енергия, който да е еднакво подходящ за различни работни условия. Възможно е обаче да се отдели тясна група от следните видове най-популярни пещи, използвани за високотемпературниотопление:
- Гориво. Традиционният метод за генериране на топлина, която се генерира от химическа енергия чрез изгаряне на твърди, газообразни и течни горива.
- Електрически. Широк сегмент от единици, които са удобни и безопасни за използване. В категорията на високотемпературните електрически пещи се открояват и по-модерните индукционни и електродъгови модели. Често срещан недостатък на такова оборудване е високата цена на електрическата енергия, която се изразходва в големи количества.
- Автогенно. Пещите от този тип работят поради реакциите на горене и окисляване на елементите, съдържащи се в обработваните детайли. Например, в хода на продухване на течно желязо с кислород, въглеродът се окислява с естествено отделяне на топлина. Очевидно е, че използването на автогенни пещи е икономически изгодно, тъй като практически не се изискват допълнителни горивни клетки, но не всички производствени мощности обикновено осигуряват технологични процеси с окисляване и горене. По правило това се отнася за областите на металургичната обработка на метали и сплави.
Камерни пещи
Това е един от най-често срещаните дизайни на високотемпературни уреди, предназначени да осигурят топлинен ефект с бързо нагряване до желаното ниво. За да се поддържа равномерно разпределение на топлинната енергия в производството, допълнително се използват специални газови и окислителни среди. Максималният режим на отопление привисокотемпературните камерни пещи достигат 1800 °C, ако говорим за стандартни индустриални модели за металургично производство. Електричеството обикновено действа като източник на енергия - потенциалът на мощност варира средно от 0,5 до 3,5 kW.
Тръбни пещи
Разнообразие от високотемпературни модели пещно оборудване с възможност за насочено подаване на топлинни потоци. Дизайнът предвижда отопление и отделни блокове, чиято ротационна механика ви позволява да работите под различни ъгли, в зависимост от текущите изисквания. Някои модели тръбни високотемпературни пещи са оборудвани с кварцов реактор с газонепроницаеми глави. Това конструктивно решение осигурява ефекта на двойно изгаряне на газове, което също така създава условия за минимизиране на първоначалните горивни ресурси. Като излъчватели на топлина обикновено се използват топлоизолационни модули от секционен тип, осигуряващи отопление до 1200 °C.
Характеристики на муфелни пещи
За ефективна работа в агресивна среда, която често се среща при промишлената обработка на суровини, се използват различни видове муфелни пещи. Могат да се използват с пряко въздействие върху структурата на газове, прах, пара, вода и други отпадъчни продукти. Изолационните задачи се решават от специални топлоустойчиви материали. За високотемпературни пещи, работещи в температурния диапазон от 1150 °C до 1300 °C, се използват по-специално керамични елементи, които непредпазва само горивната камера от отрицателни външни влияния, но също така допринася за равномерно разпределение на топлината отвън. Дизайнът може да включва и специални носещи тръби, през които топлината се излъчва целенасочено по определени контури и за кратки периоди от време.
Топилни пещи
По правило това са агрегати с малка нагревателна камера, предназначена за обслужване на компактни детайли. Целевите материали за обработка в такива пещи включват цветни метали, които изискват специални условия на термично излагане. Има и специални линии модели за извършване на операции в лабораторията, снабдени с корито за леене с възможност за точно дозиране на стопилката. Средните стойности на нагряване при този тип високотемпературни пещи варират от 1000 °C до 1500 °C с възможност за фино регулиране. Някои модификации на огневите единици също принадлежат към тази разновидност.
Основни характеристики на печките
Дори в рамките на един и същ тип високотемпературна индустриална пещ, работните параметри могат да варират значително. Средните показатели, с които най-често работят големите производствени предприятия, могат да бъдат представени по следния начин:
- Мощност на агрегата - от 0,2 до 5-7 kW.
- Температурен диапазон - от 300 до 2400 °C и повече.
- Обемът на работната камера на високотемпературните пещи е от 2,5 до 20 dm3.
- Дизайн тегло - от 2 до 100 кг.
- Напрежение - често се използватрифазни мрежи за 380 V.
Организация на работния процес
Монтажът на оборудването се извършва стационарно, като понякога се изисква предварителна основа под формата на топлоустойчива циментова замазка. Необходимите комуникации и технологично оборудване за доставка на заготовки се довеждат до пещта. Някои инженерни софтуерни компоненти са включени в основния пакет. Например, охладителната система често се изпълнява с помощта на вентилатор. Високотемпературните пещи с водно охлаждане са оборудвани с циркулационна помпа с подходящ капацитет, която е интегрирана в местната водоснабдителна инфраструктура. Управлението днес в почти всички индустриални отоплителни тела се осигурява от програмисти със сензори и контролери на работни параметри. Термостатите могат да бъдат интегрирани в централните системи за управление на предприятието, което ви позволява изчерпателно да наблюдавате работата на оборудването в цялостния контекст на производствения процес, като се вземат предвид характеристиките на паралелните технологични операции.
Заключение
Основният обхват на това оборудване е металургията, както и някои отрасли на химическата и хранително-вкусовата промишленост. Но дори в рамките на такива индустрии процесите на термично действие са разнородни. Тъй като технологиите за обработка стават по-сложни, подходът за организиране на операциите по термична обработка също се променя. Също така, изискванията за структурниизпълнение на високотемпературни пещи. Материалите за такова оборудване днес са представени не само от инструментални стомани, но и от топлоустойчива керамика, което прави конструкциите по-лесни и практични за поддръжка. Подходите към управлението на пещите също се променят. Въвеждането на същата автоматизация с програмируеми модули повишава ефективността на управлението на работния процес и в същото време увеличава експлоатационния живот на оборудването и намалява разходите за енергия поради балансиран контрол.
