تصميم وبناء فرن تسخين مستمر لدفع الفولاذ
ملخص:
فرن التسخين المستمر للفولاذ المدفوع هو جهاز حراري يُعيد تسخين قوالب الصلب (الصفائح، والقوالب الكبيرة، والقوالب الصغيرة) أو قوالب الصب المستمر إلى درجة الحرارة المطلوبة للدرفلة على الساخن. يكون جسم الفرن عادةً مستطيلاً، وتكون درجة حرارة كل قسم على طوله ثابتة. يُدفع القالب إلى داخل الفرن بواسطة دافع، ويتحرك على طول المنزلق السفلي، ثم ينزلق للخارج من طرف الفرن بعد تسخينه (أو يُدفع للخارج من مخرج الجدار الجانبي). وبناءً على النظام الحراري ونظام درجة الحرارة وشكل الموقد، يُمكن تقسيم أفران التسخين إلى أفران ثنائية المراحل، وثلاثية المراحل، ومتعددة النقاط. لا يحافظ فرن التسخين على حالة تشغيل مستقرة طوال الوقت. فعند تشغيل الفرن أو إيقافه أو تعديل حالته، تبقى نسبة معينة من فقدان الحرارة المخزنة. ومع ذلك، تتميز الألياف الخزفية بمزايا التسخين والتبريد السريع، وحساسية التشغيل، والمرونة، وهي مزايا مهمة للإنتاج المُتحكم فيه بواسطة الحاسوب. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تبسيط هيكل جسم الفرن، وتقليل وزن الفرن، وتسريع وتيرة البناء، وخفض تكاليف بناء الفرن.
فرن تسخين فولاذي ذو مرحلتين
ينقسم الفرن، على امتداد جسمه، إلى قسمين: قسم التسخين المسبق وقسم التسخين. كما ينقسم إلى قسمين: قسم الاحتراق الأمامي وقسم الاحتراق الخلفي، وكلاهما يعمل بالفحم. يتم تفريغ الفرن من الجانب، ويبلغ طوله الفعال حوالي 20000 مم، وعرضه الداخلي 3700 مم، وسماكة قبته حوالي 230 مم. تتراوح درجة حرارة قسم التسخين المسبق بين 800 و1100 درجة مئوية، ويمكن استخدام ألياف السيراميك CCEWOOL لتبطين جدرانه. كما يمكن استخدام منتجات ألياف السيراميك CCEWOOL لتبطين الجزء الخلفي من قسم التسخين.
فرن تسخين فولاذي دافع ثلاثي المراحل
يمكن تقسيم الفرن إلى ثلاث مناطق حرارية: التسخين المسبق، والتسخين، والتثبيت. توجد عادةً ثلاث نقاط تسخين، وهي: التسخين العلوي، والتسخين السفلي، والتسخين في منطقة التثبيت. يستخدم قسم التسخين المسبق غازات الاحتراق كمصدر للحرارة عند درجة حرارة تتراوح بين 850 و950 درجة مئوية، على ألا تتجاوز 1050 درجة مئوية. تُحفظ درجة حرارة قسم التسخين عند 1320 إلى 1380 درجة مئوية، بينما تُحفظ درجة حرارة قسم التثبيت عند 1250 إلى 1300 درجة مئوية.
تحديد مواد التبطين:
وفقًا لتوزيع درجة الحرارة والجو المحيط في فرن التسخين وخصائص منتجات ألياف السيراميك عالية الحرارة، يتم اختيار منتجات ألياف السيراميك عالية النقاء وعالية الألومنيوم من CCEWOOL لتبطين قسم التسخين المسبق لفرن التسخين بالدفع الفولاذي، وتستخدم بطانة العزل منتجات ألياف السيراميك القياسية والعادية من CCEWOOL؛ ويمكن استخدام منتجات ألياف السيراميك عالية النقاء وعالية الألومنيوم من CCEWOOL في قسم النقع.
تحديد سمك العزل:
يبلغ سمك طبقة العزل في قسم التسخين المسبق 220-230 مم، ويبلغ سمك طبقة العزل في قسم التسخين 40-60 مم، ويبلغ سمك دعامة الفرن العلوية 30-100 مم.
الهيكل المبطن:
1. قسم التسخين المسبق
تعتمد هذه التقنية على بنية تبطين من الألياف المركبة، مُرصّعة ومُكدّسة. تتكون طبقة العزل المُرصّعة من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ملحومة بمثبتات من الفولاذ المقاوم للحرارة أثناء التركيب، ومثبتة بالضغط في بطاقة سريعة. تستخدم طبقات العمل المُكدّسة كتلًا قابلة للطي من الحديد الزاوي أو وحدات معلقة. يُغطّى سطح الفرن بطبقتين من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ثم تُكدّس مكونات الألياف على شكل بنية تثبيت معلقة بفتحة واحدة.
2. قسم التسخين
تعتمد هذه التقنية على هيكل تبطين من منتجات عزل الألياف الخزفية المبلطة مع بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، وتستخدم طبقة العزل الحراري لسطح الفرن بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL أو ألواح الألياف.
3. قناة الهواء الساخن
يمكن استخدام بطانيات الألياف الخزفية لتغليف العزل الحراري أو تبطين الأرصفة.
شكل ترتيب تركيب بطانة الألياف:
تتمثل عملية تبطين بطانيات الألياف الخزفية المبلطة في فرد وتمليس بطانيات الألياف الخزفية التي تُورَّد على شكل لفائف، ثم ضغطها بشكل مسطح على الصفيحة الفولاذية لجدار الفرن، وتثبيتها بسرعة باستخدام بطاقة تثبيت سريعة. تُرتَّب مكونات الألياف الخزفية المكدسة في نفس الاتجاه بالتسلسل على طول اتجاه الطي، وتُطوى بطانيات الألياف الخزفية المصنوعة من نفس المادة بين الصفوف المختلفة على شكل حرف U لتعويض انكماش الألياف الخزفية للمكونات المطوية تحت درجات الحرارة العالية؛ وتُرتَّب الوحدات على شكل "أرضية باركيه".
تاريخ النشر: 30 أبريل 2021













