Visokotemperaturna obrada materijala jedna je od ključnih operacija u mnogim industrijama, gdje je termičko izlaganje uključeno u listu osnovnih tehnoloških procesa. Uslovi za organizaciju ovog postupka mogu biti različiti, što uzrokuje razlike u karakteristikama opreme koja se koristi. Generalno, segment jedinica, zbog kojih se vrši intenzivna termička obrada, čine visokotemperaturne peći za industrijsku upotrebu.
Klasifikacija opreme prema principu proizvodnje toplote
Danas ne postoji univerzalni način za proizvodnju toplotne energije, koji bi bio podjednako pogodan za različite uslove rada. Međutim, moguće je izdvojiti usku grupu sljedećih tipova najpopularnijih peći koje se koriste za visoke temperaturegrijanje:
- Fuel. Tradicionalna metoda proizvodnje toplote, koja se proizvodi iz hemijske energije sagorevanjem čvrstih, gasovitih i tečnih goriva.
- Electrical. Širok segment jedinica koje su zgodne i bezbedne za upotrebu. 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 sagorevanja i oksidacije elemenata sadržanih u obrađenim predmetima. Na primjer, u toku puhanja tekućeg željeza kisikom, ugljik se oksidira prirodnim oslobađanjem topline. Očigledno je da je korištenje autogenih peći ekonomski isplativo, budući da praktično nisu potrebne dodatne gorivne ćelije, ali nisu u svim proizvodnim pogonima uobičajeno predviđeni tehnološki procesi sa oksidacijom i sagorijevanjem. To se po pravilu odnosi na oblasti metalurške obrade metala i legura.
Komorne peći
Ovo je jedan od najčešćih dizajna visokotemperaturnih jedinica, dizajniran da pruži toplotni efekat sa brzim zagrijavanjem do željenog nivoa. Kako bi se održala ravnomjerna raspodjela toplinske energije u proizvodnji, dodatno se koriste posebni plinovi i oksidirajući mediji. Maksimalni način grijanja navisokotemperaturne komorne peći dostižu 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.
Cevaste peći
Raznovrsni modeli peći za visoke temperature sa mogućnošću usmerenog dovoda toplotnih tokova. Dizajn predviđa grijanje i odvojene blokove, čija rotirajuća mehanika omogućava rad pod različitim uglovima, ovisno o trenutnim zahtjevima. Neki modeli cijevnih visokotemperaturnih peći opremljeni su kvarcnim reaktorom s plinootpornim glavama. Ovo dizajnersko rješenje obezbjeđuje efekat dvostrukog sagorevanja gasova, što takođe stvara uslove za minimiziranje početnih resursa goriva. Kao emiteri toplote, obično se koriste sekcioni toplotno-izolacioni moduli koji obezbeđuju grejanje do 1200 °C.
Karakteristike muflnih peći
Za efikasan rad u agresivnim sredinama, što se često dešava u industrijskoj preradi sirovina, koriste se razne vrste muflnih peći. Mogu se koristiti sa direktnim uticajem na strukturu gasova, 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 takođe može uključivati specijalne noseće cijevi, kroz koje se toplina ciljano zrači duž određenih kontura i za kratke vremenske periode.
Peći za topljenje
U pravilu, to su jedinice s malom komorom za grijanje dizajnirane za servisiranje kompaktnih radnih komada. Ciljni materijali za obradu u takvim pećima su obojeni metali koji zahtijevaju posebne uvjete termičke izloženosti. Postoje i posebne linije modela za izvođenje operacija u laboratoriji, opremljene koritom za livenje sa mogućnošću preciznog doziranja taline. Prosječne vrijednosti grijanja u ovoj vrsti visokotemperaturnih peći kreću se od 1000 °C do 1500 °C sa mogućnošću fine regulacije. Neke modifikacije paljbenih jedinica takođe pripadaju ovoj sorti.
Ključne karakteristike peći
Čak i unutar istog tipa visokotemperaturne industrijske peći, radni parametri mogu značajno varirati. Prosječni pokazatelji, s kojima najčešće rade velika proizvodna preduzeća, mogu se predstaviti 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 toka rada
Instalacija opreme se vrši na stacionarni način, ponekad zahtijevajući preliminarnu podlogu u obliku cementne košuljice otporne na toplinu. Potrebna komunikacijska i tehnološka oprema za snabdijevanje praznim dijelovima se dovodi u peć. Neke komponente inženjerskog softvera uključene su u osnovni paket. Na primjer, sistem hlađenja se često implementira pomoću ventilatora. Visokotemperaturne vodeno hlađene peći opremljene su cirkulacijskom pumpom odgovarajućeg kapaciteta, koja je integrirana u lokalnu vodovodnu infrastrukturu. Upravljanje danas u gotovo svim industrijskim jedinicama grijanja obezbjeđuju programeri sa senzorima i kontrolerima radnih parametara. Termostati se mogu integrisati u centralne upravljačke sisteme preduzeća, što vam omogućava da sveobuhvatno pratite performanse opreme u ukupnom kontekstu proizvodnog procesa, uzimajući u obzir karakteristike paralelnih tehnoloških operacija.
Zaključak
Glavni obim ove opreme je metalurgija, kao i određene grane hemijske i prehrambene industrije. Ali čak iu okviru takvih industrija, procesi termičkog djelovanja su heterogeni. Kako tehnologije obrade postaju složenije, mijenja se i pristup organizaciji operacija termičke obrade. Također, zahtjevi za konstruktivnimizvođenje 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. Pristupi upravljanju pećima se također mijenjaju. Uvođenje iste automatizacije sa programabilnim modulima povećava efikasnost kontrole toka posla, a istovremeno povećava radni vijek opreme i smanjuje troškove energije zbog uravnotežene kontrole.
