Dolaylı elektrik dirençli fırınların tipleri ve tasarımları

Isıtılmış ürünleri yükleme ve boşaltma yöntemlerinin yanı sıra bunları elektrikli dirençli fırınlara taşıma yöntemleri, hem tasarımlarını hem de işletme özelliklerini büyük ölçüde belirler. İncirde. Şekil 1, mekanizasyon yollarının gelişimini gösteren, hem aralıklı eylem (hücre) hem de sürekli eylem (yöntemsel) olmak üzere elektrik dirençli fırınların ana tiplerini göstermektedir.

I sayısı, ısıtma işlemi sırasında ürünün sabit olduğu ve sadece yükleme ve boşaltmanın mekanize edildiği kesikli fırın tiplerini gösterir.

Dizin 1, genellikle küçük parçaların hazneye manuel olarak yüklendiği yan kapısı olan bir hazneli fırını ifade eder. Bu, mekanizasyona sahip olmayan evrensel bir fırındır.

Dizin 2 - açılan kapaklı bir şaft fırını. Burada ürünlerin yüklenmesi ve boşaltılması fırının üst açıklığından yapılır ve bu nedenle fırının üzerine yerleştirilmiş bir atölye vinci veya vinç kullanılarak mekanize edilebilir.Kapağın yana doğru kaldırılması ve geri çekilmesi manuel olarak (bir kaldıraçla) veya bir vinç veya vinç yardımıyla veya son olarak özel bir hidrolik veya elektromekanik mekanizma yardımıyla yapılabilir.

Dizin 3, bir çan fırınına karşılık gelir. Kiti, üzerine bir vinç yardımıyla ısıtıcılı bir zilin (çan) monte edilebileceği birkaç astarlı stand içerir. Yükleme ve boşaltma, kapağı çıkarılmış (başka bir sehpaya monte edilmiş) bir köprü vinci kullanılarak gerçekleştirilir. Kaputu bir ayaktan diğerine taşımak da köprünün kenarı kullanılarak yapılır.

Dizin 4 — boji odalı fırın. Bu fırınlar, elle yüklenemeyen büyük parçaları ısıtmak için tasarlanmıştır. Fırın odasının kendisi sütunlar (veya temeller) üzerinde durur ve tabanı, üzerine yerleştirilmiş bir vinç veya tahrik (kendinden hareketli) yardımıyla fırının altından raylar üzerinde hareket edebilen astarlı bir arabadır. Arabanın yüklenmesi ve boşaltılması tavan vinci ile yapılır.

Dizin 5 asansör fırınını işaretler. Fırın odası uzun sütunlar üzerinde durur, tabanı fırının içine kaldırılabilir veya bir hidrolik kaldırma kullanılarak bir yük ile alçaltılabilir. Alt konumda, fırının tabanı raylar üzerinde kendi silindirleri haline gelir ve tavan vinci altındaki atölyede fırının altından yüklenip boşaltılabilir. 2, 3 ve 5 numaralı fırın tasarımları kapatılabilir ve özel bir atmosferde veya vakumda çalıştırılabilir.

Pirinç. 1. Ana eyer ve kesikli fırın türleri

II ve III numaralarında, ısıtılmış ürünlerin fırının bir ucundan diğer ucuna hareket ettiği Sürekli fırınlar ve ürünlerin hareketinin periyodik olarak, vuruşlarla ve şekillerle gerçekleştirildiği II numaralı fırınlar belirtilmektedir. III, bu hareketin sürekli olarak gerçekleştiği fırınları göstermektedir.

Dizin 6 — ürünlerin istiflenmiş arabalara yerleştirildiği tünel fırın, tünel şeklindeki bir fırın odasından geçer. Belirli bir süre sonra tüm arabalar bir arabanın uzunluğuna eşit uzunlukta hareket eder, biri boşaltma fırınından çıkarken, fırının diğer ucundan dolu başka bir araba odasına girer.

Dizin 7 bir ekstrüzyon fırınını göstermektedir.Yükleme masasına (sağda) ısıya dayanıklı bir ürün paleti monte edilmiştir. Fırının uçlarındaki kapılar periyodik olarak açılır ve itici (hidrolik veya elektromekanik) paleti fırının içine iter ve fırının içinde bulunan tüm palet sırasını ocağın refrakter rayları üzerinde hareket etmeye zorlar. Bu durumda en soldaki tepsi fırından çıkar ve ardından kapılar kapanır.

Dizin 8, yaya ocakları için bir fırını işaretler. Fırının dibine, uzunluğuna göre, bir tahrik vasıtasıyla ileri geri hareket alan ısıya dayanıklı kirişler yerleştirilmiştir. Bu durumda kirişler fırının yükleme ucundan hareket etmeden önce fırının alt kısmındaki oluklardan kaldırılarak fırın boyunca hareket ettirilir. Kirişin ters hareketi tabandaki oluklara indirilmeden ürünler tabana oturur ve kirişlerin geri dönüş hareketine katılmaz. Bu sayede ürünler, fırın içinde yükleme ucundan boşaltma ucuna kadar periyodik olarak adım adım hareket eder.

Konveyörlü fırın için dizin 9.Fırın odasında, ağı dokuma ağ veya damgalı veya döküm zincir bağlantılarından oluşan iki şaft üzerine bir zincirli konveyör gerilir. Tahrik mili (boşaltma tarafında) dönerken, fırının yükleme (sağ) ucunda üzerine yüklenen ürünleri taşıyan konveyör sorunsuz hareket eder. Konveyörün yapısı çok farklı olabilir.

Dizin 10, bir döner fırını ifade eder. Vida, Arşimet spiralli ısıya dayanıklı bir tambur olan fırın odasında bulunur. Tambur döndükçe ürünler, yükleme ucundan boşaltma ucuna kademeli olarak hareket ederek tamburun içine yuvarlanır.

Dizin 11, fırınlı titreşimli bir fırını göstermektedir. Odanın alt kısmında, fırının ısıtma ucunun (sağda) ısıtılmış kısımlarla düzenlendiği, fırının ısıtma ucunun (sağda) düzenlendiği bir oluk şeklindeki ısıya dayanıklı ocak silindirleri üzerindedir. Eksantrik bir tahrik yardımıyla, bölme ileri geri hareket alır ve geri hareketi (yüklemeye doğru) pürüzsüz ve boşaltmaya doğru, amortisörler üzerinde bir şok ile bir yayın etkisi altında keskindir. Bu nedenle ürünler, geri hareket sırasında aşağıdaki ile aynı yolu takip ederken, ileri hareket sırasında çarpma momentumu ile ocağa göre öne doğru kayarlar. Sonuç olarak, ürünler kademeli olarak fırının şarj ucundan çıkışa doğru darbelerle taşınır.

Dizin 12, silindir tablalı bir fırını gösterir. Isıya dayanıklı silindirler haznenin altına monte edilmiştir, yavaşça saat yönünün tersine dönerler. Bu nedenle, sağdaki merdaneler üzerine yerleştirilen ürün (önceki üç tip fırının aksine, bu fırın büyük ürünleri ısıtmak için tasarlanmıştır) fırın boyunca kademeli olarak çıkış ucuna taşınır.

Dizin 13, bir döner fırını ifade eder. Esasen bir halka üzerine sarılmış bir konveyör fırındır. Halka şeklindeki döner ocak, üzerine konulan ürünün yükleme kapağından (şekilde gösterilmeyen yan duvarda) geçerek yükleme kapağının yanında bulunan boşaltma kapısına kadar fırın içinde tam bir tur tamamlamasına neden olur.

Telleri veya şeritleri ısıtmak için kullanılan bir çekme fırını için dizin 14. Fırının uçlarında, aralarına tel veya bant gerilmiş tamburlar vardır. Makaralar birinden dönerken bant (veya tel) diğerini sarar ve sarar.

Düşük sıcaklıklı fırın tasarımları

Düşük sıcaklıklı fırınlar, doğal konveksiyon ısı transfer katsayıları düşük olduğu için yüksek verimli olamazlar. Fırının veya kabinin çatısına bir emme fanı takılarak yapay sirkülasyon sağlanarak süreç geliştirilebilir ve havayı ısıtmak için ısı tüketimini azaltmak için dairesel olarak organize edilebilir. Bu durumda fan, fırının üst kısmındaki havayı emerek yan ısı yalıtımlı kanal boyunca yönlendirir ve fırının alt kısmına üfler.

Ürünleri kurutmak ve bu nedenle buharlaşan nemi ısıtılmış kısımlardan çıkarmak gerekirse, havanın bir kısmının kabinden ve bir kısmının da odadan emildiği karışık bir sirkülasyon düzenlenir (Şek. 2). Bu tip fırın ve kurutucularda ürünlerin maksimum ısıtma sıcaklığı genellikle 200 — 300°C'yi geçmez.

Pirinç. 2. Doğal sirkülasyonlu fırın: 1 — ısıtma elemanları, 2 — dış çerçeve, 3 — iç çerçeve, 4 — ısı yalıtımı, 5 — parça rafı, 6 — hava düzenlemesi için damper.

Küçük metal ürünleri bir katmanda veya uzun ürünlerde ısıtmak için kapalı devre bir fırının tasarımı Şekil 1'de gösterilmektedir. 3.

Pirinç. 3. Atmosferin cebri sirkülasyonu ve elektrikli ısıtıcı ile kamaralı fırınlar

Çelik ürünlerin temperlenmesi için, içine ızgara veya delikli tabanlı ısıya dayanıklı malzemeden sepetlerin yerleştirildiği ve ısıtılacak ürünlerle doldurulduğu bir şaft fırınıdır.

Isıtıcılar fırının yan tarafında, sepetin etrafında yer alır, ancak doğrudan radyasyonu ve buna bağlı olarak sepet duvarlarına bitişik ürünlerin aşırı ısınmasını önlemek için ısıya dayanıklı bir ekranla ondan ayrılır. Fırının alt kısmında, ısıtılmış havayı sepetlerden geçiren bir fan bulunur. Bu hava daha sonra radyal olarak sepet ve fırın duvarları arasındaki dairesel boşluğa saptırılır ve ısıtıcıları yıkayarak ısıtılır.

İncirde. Şekil 4, kaynak elektrotlarını 400 °C sıcaklıkta kurutmak için bir fırını göstermektedir. Fırın gücü 210 kW, elektrotlar arabalara, çerçevelere yerleştirilir ve bir hidrolik itici ve çekici yardımıyla fırın içinden geçirilir. Fırının bir dahili fanı 6 ve ayrıca harici fanları 10 vardır.

Isıtıcılar fırının yan duvarlarında bulunur. Böylece bu fırında hava akımları ürünlerin hareket hattına dik olarak yönlendirilmektedir. Bu tür fırınlar çok bölgeli olarak inşa edilebilir.

Pirinç. 4. Elektrikli itmeli kurutma fırını: 1 — itici, 2 — el arabası, 3 — masa, 4 — elektrotları yerleştirmek için çerçeveler, 5 — ısıtma odası, 6 — fırın fanı, 7 — hava kanalı, 8 — tarak gemisi, 9 — hidrolik kapı asansörü sürücü, 10 — harici fan

Orta sıcaklıklı fırın tasarımları

Isıl işlem için orta sıcaklık fırınları son derece çeşitlidir. En basit ve aynı zamanda evrensel fırın, oda fırınıdır (Şekil 5). Yangına dayanıklı astarlı ve ısı yalıtımlı, üzeri çatı ile örtülü ve metal kasa içine yerleştirilmiş dikdörtgen bir odadan oluşur.

Fırın, ön duvardaki bir kapıyla kapatılan açıklıktan yüklenir ve boşaltılır. Isıtıcılar, ocakta ve fırının yan duvarlarında, daha az sıklıkla çatıda bulunur. Çok büyük fırınlarda, fırın haznesinde daha eşit bir sıcaklık dağılımı sağlamak için ısıtıcılar hem fırının arka tarafında hem de kapıların üzerinde yer almaktadır. Alt ısıtıcılar genellikle üzerine ısıtılan ürünlerin yerleştirildiği refrakter plakalarla kaplanır.

Oda fırınlarının kapıları, kural olarak, manuel veya ayak tahrikli küçük fırınlarda (ayak tahrikli işçinin eli serbest kalır), daha büyük fırınlarda - elektromekanik olanlarla kaldırılarak yapılır. İkinci durumda, kapının üst ve alt konumlarına, elektrik motorunu son konumlarda kapatan limit anahtarları takılır.

Pirinç. 5. Metal ısıtıcılı ve alev perdeli oda elektrikli fırın: 1 - kapı, 2 - kapının kaldırma mekanizması, 3 - ısıtıcının çıkışı, 4 - kasa, 5 - astar, 6 - yan ısıtıcılar, 7 - çatı ısıtıcıları, 8 - ocaklar, 9 - ısıtıcılar, 10 - alev perdesi cihazı.

Arabalı kamara fırınlar, fırına manuel olarak yüklenemeyen büyük parçaların tavlanması veya diğer ısıl işlemleri için kullanılır.Tabansız ve genellikle sütunlar üzerinde duran bir ön duvarı olmayan bir odadır (Şekil 1).6) ve fırının ocağının ve ön duvarının monte edildiği, elektrikli tahrik veya elektromekanik vinç yardımıyla raylar üzerinde hareket eden silindirler üzerinde bir araba. Araba fırının altından başlar, parçalar üzerine vinçle yüklenir, ardından haznenin altına hareket ettirilir ve fırın ısıtma için çalıştırılır.

Pirinç. 6. Boji ocaklı oda fırını: 1 - ısıtıcılar, 2 - refrakter duvarcılık, 3 - ısı yalıtımı, 4 - termokupl, 5 - çekmece, 6 - kapı, 7 - kafes

Tavlama döngüsünün sona ermesinden sonra taşıyıcı tekrar fırından çıkar ve boşaltılır. Fırın ısıtıcıları genellikle yanlarda, arka ve ön duvarlarda ve ocakta bulunur ve bazen kasa boyunca daha eşit ısıtma sağlamak için de bulunur. Alt ve ön duvar ısıtıcıları, esnek kablolar veya kanat kontakları ile çalışır. Bu tür fırınlar, yalnızca 100 ton ve üzeri kapasiteye ve 3000 - 5000 kW kapasiteye ulaşan büyük bir şarjla ekonomiktir.

Kesikli fırınların ikinci genel grubu şaft fırınlarıdır. Yuvarlak, kare veya dikdörtgen şaft şeklinde yapılmış, üstleri açık ve bir kapakla kapatılmıştır (Res. 7).

Pirinç. 7. Şaft elektrikli fırın: 1 — ısıtıcılar, 2 — refrakter duvarcılık, 3 — ısı yalıtımı, 4 — fırın kapağı, 5 — ısıtıcı çıkışı, 6 — termokupl.

Şaft fırınlarındaki ısıtıcılar genellikle yan duvarlara monte edilir (alt ısıtıcılar nadiren kurulur, daha çok düz dikdörtgen fırınlarda). Bazen içi boş bir silindirik yükü (tel demetleri, kalay ruloları) ısıtmak için tasarlanmış yuvarlak fırınlarda, ek olarak eksen boyunca dikey bir merkezi ısıtıcı bulunur. Isıya dayanıklı özel kılavuzlar, fırına ya da sepete eşyalar yerleştirilirken ya da fırınlardan çıkarılırken ısıtıcıların hasar görmesini önler.

Şaft fırınları bazen, yükseklik boyunca tekdüze ısıtma sağlamak için birkaç ısı bölgesi ile şaftların ve boruların (10 m veya daha fazla derinlik) ısıl işlemi için çok derin yapılır. Aynı zamanda, fırının dışında bir dizi boru toplanır, özel bir süspansiyona sabitlenir ve bir vinçle fırına indirilir.

Bu fırınlar kamaralı fırınlardan daha az esnektir, ancak bazı durumlarda önemli avantajları vardır. Ağır ürünlerin fırına yüklenmesi ve boşaltılması, atölyede konvansiyonel köprülü vinçle, yoksa vinç veya blokla kolayca yapılabilir. Bakımı kolaylaştırmak için genellikle toprağa gömülü oldukları için daha az yer kaplarlar. Kapatılması kolaydır ve böylece kapak için bir kum, yağ veya su sızdırmazlığı oluşturarak ürünün oksidasyonunu azaltır.

Kapaklara göre daha kompakt olmaları ve kapakların daha iyi sızdırmaz olması nedeniyle, bu fırınların kayıpları kamara fırınlara göre daha küçüktür ve nominal gücün %15 ila 25'i kadardır.

Metodik fırınların yapıları, esas olarak ısıtılmış ürünleri fırın içinde hareket ettirmek için şu veya bu mekanizmanın kullanımına bağlı olarak farklılık gösterir. Bu nedenle, konveyör fırınlarının bir konveyörü vardır - biri özel bir motor tarafından döndürülmek üzere yönlendirilen ve sürülen iki şaft arasına gerilmiş sonsuz bir ağ. Parçalar konveyöre manuel olarak veya özel bir besleyici ile yerleştirilir ve fırının yükleme ucundan boşaltma ucuna doğru hareket ettirilir.

Pirinç. 8. Elektrikli Konveyör Sertleştirme Fırını

Konveyör bandı örgülü nikrom ağdan (en hafif parçalar için) veya bunları bağlayan damgalı plakalar ve çubuklardan ve ağır parçalar için damgalı veya döküm zincir baklalardan yapılır. İkinci durumda, konveyörün tahrik mili dişlidir ve dişleri zincirin baklaları arasına giren dişlilerin rolünü oynar.

Konveyör, iki şaft ile birlikte bir bütün olarak fırın odasına yerleştirilebilir, bu durumda sürekli olarak ısıtılır ve bu nedenle içinde biriken ısı depolanır.

Bu tasarımın dezavantajları şunlardır: yüksek sıcaklık bölgesinde iki konveyör şaftının çok zor çalışma koşulları, onarımlarının zorluğu (düşük erişilebilirlik) ve konveyörün sıcak yüzeyine parçaların yüklenmesinin zorluğu. bu, şaftları suyla soğutmalıdır, bu da oldukça önemli ısı kayıplarına yol açar.Bu nedenle, konveyörün uçları ve alt kolu genellikle kaplamadan çıkarılır. Doğal olarak, bu durumda konveyör soğumuş fırının şarjlı ucuna yaklaşır ve bu nedenle biriken ısı kaybolur. Bu ısı kayıpları, kapalı konveyörlü fırınlarda soğutma suyu ile olanlardan daha fazladır.

Bir konveyör fırınındaki ısıtıcılar çoğunlukla çatıda ve ocakta, konveyörün üst kolunun altında, daha az sıklıkla odanın yan duvarlarında bulunur. Konveyör fırınları, yalnızca nispeten küçük parçaları 900 ° C'ye kadar ısıtmak için kullanılır, çünkü daha yüksek bir sıcaklıkta, konveyörün mekanik olarak yüklü parçalarının çalışması güvenilmez hale gelir.

Özel bir grup, çelik ve demir dışı metallerin tellerini veya şeritlerini ısıtmak için kullanılan germe fırınlarından oluşur.Bunlar, yüksek hızda (0,5 m / s'ye kadar) bir tel şeridinin veya demetinin içinden geçtiği ısıtıcılı bir odadır (şek. dokuz). Streç fırınlarda çok düzgün ısıtma sağlanmakta ve ısıl işlem kusurları sıfıra indirilebilmektedir.

Pirinç. 9. Germe bandı fırını: 1 - ısıtmalı bant, 2 - fırın ısıtıcıları, 3 - destek silindirleri.

Yüksek sıcaklıklı fırın tasarımları

En yaygın olanı, karbür ısıtıcılı fırın grubudur. Carborundum ısıtıcılar 1450°C'ye kadar çalışabilmektedir, bu nedenle carborundum ısıtıcılı fırınlar 1200 – 1400°C aralığını kapsamaktadır. En az üç katmandan oluşan daha kalın bir astar ile orta sıcaklık fırınlarından farklılık gösterirler.

Çubukların direnci ısıtma sırasında önemli ölçüde değiştiğinden ve dahası, hasar görmelerini önlemek için, düşük voltajda 850 ° C'ye nispeten yavaş bir ısıtma gerektiğinden, daha sonra karbür ısıtıcılı yüksek sıcaklık fırınları, kontrol transformatörleri ile sağlanır. besleme gerilimini küçük adımlarla en az 2:1 oranında.

Bu aynı zamanda gereklidir, çünkü çalışma sırasında çubuklar yaşlanır, dirençleri artar ve bunun sonucunda fırının önceki gücünü korumak için kendisine verilen voltajı arttırmak gerekir.

Her bir çubuk için farklı yoğunlukta meydana gelen yaşlanma nedeniyle, ısıtma sırasında dirençlerinde olası farklı değişiklikler nedeniyle bunların seri bağlanması önerilmez.Öte yandan paralel bağlanan baralardan biri arızalanırsa yenisi ile değiştirilemez, diğer baraların direnci zaten arttığı için hepsini yenisiyle değiştirmek veya eskisinden almak gerekir. , halihazırda çalışan çubuklar, her biri bu koşullara uygun bir dirence sahiptir.

Pirinç. 10. Oda yüksek sıcaklık fırını. Metal ısıtıcılı alt bölme ısıtma için, üst bölme ise silisyum karbür ısıtıcılı yüksek sıcaklık için kullanılır.