أفران الصهر العالية وأفران الصهر الساخن لصناعة الحديد

مقدمة عن البنية العازلة الأصلية لأفران الصهر وأفران الصهر الساخنة:

فرن الصهر هو نوع من المعدات الحرارية ذات بنية معقدة. وهو المُعدة الرئيسية لصناعة الحديد، ويتميز بإنتاجية عالية وتكلفة منخفضة وإنتاجية عالية.
نظرًا لأن درجة حرارة عمل كل جزء من فرن الصهر عالية جدًا، ويتعرض كل جزء لتأثيرات ميكانيكية، مثل الاحتكاك وتأثير الشحنة الساقطة، فإن معظم المواد المقاومة للحرارة ذات السطح الساخن تستخدم الطوب الخفيف عالي الحرارة CCEFIRE الذي يأتي بدرجات حرارة تليين عالية تحت الحمل وقوى ميكانيكية جيدة في درجات الحرارة العالية.
يُعدّ فرن الصهر الساخن أحد المعدات المساعدة الرئيسية لفرن الصهر، حيث يُوفّر له صهرًا حراريًا عالي الحرارة باستخدام حرارة احتراق غاز فرن الصهر وتأثيرات التبادل الحراري لشبكة الطوب. ونظرًا لتحمل كل جزء من أجزاء الفرن لتفاعلات درجات الحرارة العالية الناتجة عن احتراق الغاز، وتآكل الغبار الناتج عنه، وتآكل غاز الاحتراق، فإنّ المواد المقاومة للحرارة السطحية عادةً ما تختار طوب العزل الخفيف CCEFIRE، والخرسانة المقاومة للحرارة، والطوب الطيني، وغيرها من المواد ذات المتانة الميكانيكية الجيدة.
من أجل ضمان التأثيرات العازلة الحرارية لبطانة الفرن بشكل كامل، والالتزام بمبادئ اختيار المواد الموثوقة تقنيًا والاقتصادية والمعقولة، فإن بطانة السطح الساخن العامل لفرن الصهر وفرن الصهر الساخن الخاص به عادة ما تختار مواد العزل التي لها موصلية حرارية منخفضة وأداء عزل جيد.
الطريقة الأكثر تقليدية هي اختيار منتجات ألواح سيليكات الكالسيوم، والتي لها بنية عزل حراري محددة: الطوب الخفيف عالي الألمنيوم + بنية ألواح السيليكا والكالسيوم مع سمك عزل حراري يبلغ حوالي 1000 مم.

يحتوي هذا الهيكل العازل الحراري على العيوب التالية في التطبيق:

أ. تتمتع مواد العزل الحراري بموصلية حرارية كبيرة وتأثيرات عزل حراري ضعيفة.
ب. يمكن أن تنكسر ألواح السيليكون والكالسيوم المستخدمة في طبقة البطانة الخلفية بسهولة، وتشكل ثقوبًا بعد كسرها، وتسبب فقدان الحرارة.
ج. فقدان كبير في تخزين الحرارة، مما يؤدي إلى هدر الطاقة.
د. تتمتع ألواح سيليكات الكالسيوم بقدرة امتصاص عالية للمياه، وهي سهلة الكسر، كما أن أدائها في البناء ضعيف.
هـ. درجة حرارة تطبيق ألواح سيليكات الكالسيوم منخفضة عند 600 درجة مئوية
يجب أن تتمتع مواد العزل الحراري المستخدمة في فرن الصهر وفرن الصهر الساخن التابع له بأداء عزل حراري جيد. على الرغم من أن الموصلية الحرارية لألواح سيليكات الكالسيوم أقل من الموصلية الحرارية للطوب الحراري، وقد تحسن أداء العزل الحراري، إلا أن ارتفاع جسم الفرن الكبير وأقطاره الكبيرة تُكسر ألواح سيليكات الكالسيوم بسهولة أثناء عملية البناء بسبب هشاشتها، مما يؤدي إلى عزل غير مكتمل للبطانة الخلفية وتأثيرات عزل غير مرضية. لذلك، ولتحسين خصائص العزل الحراري لأفران الصهر المعدنية وأفران الصهر الساخن، أصبحت منتجات ألياف السيراميك CCEWOOL (الطوب/الألواح) المادة المثالية للعزل عليها.

تحليل الأداء الفني لألواح الألياف الخزفية:

تعتمد ألواح الألياف الخزفية CCEWOOL على ألياف AL2O3+SiO2 عالية الجودة بنسبة 97-99% كمواد خام، بالإضافة إلى مواد رابطة غير عضوية كهيكل رئيسي، وحشوات وإضافات عالية الحرارة. تُشكّل هذه الألواح بالتقليب والفصل والترشيح بالشفط الفراغي. بعد تجفيف المنتجات، تُعالَج عبر سلسلة من معدات التشغيل الآلي لإكمال عمليات المعالجة، مثل القطع والطحن والحفر، لضمان أداء المنتج ودقة أبعاده على أعلى مستوى عالمي. تشمل ميزاتها التقنية الرئيسية ما يلي:
أ. نقاء كيميائي عالي: يحتوي على 97-99% من أكاسيد درجات الحرارة العالية، مثل Al2O3 وSiO2، مما يضمن مقاومة المنتجات للحرارة. لا تقتصر ألواح الألياف الخزفية CCEWOOL على استبدال ألواح سيليكات الكالسيوم في تبطين جدران الفرن فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا مباشرةً على السطح الساخن لجدران الفرن، مما يمنحها مقاومة ممتازة للتآكل بفعل الرياح.
ب. موصلية حرارية منخفضة وتأثيرات عزل حراري جيدة: نظرًا لأن هذا المنتج مصنوع من ألياف السيراميك CCEWOOL من خلال عملية إنتاج مستمرة خاصة، فإنه يتميز بأداء أفضل من الطوب الترابي الدياتومي التقليدي وألواح سيليكات الكالسيوم ومواد الدعم السيليكاتية المركبة الأخرى من حيث الموصلية الحرارية المنخفضة وتأثيرات الحفاظ على الحرارة بشكل أفضل وتأثيرات توفير الطاقة الكبيرة.
ج. قوة عالية وسهولة في الاستخدام: تتميز هذه المنتجات بمقاومة ضغط وانثناء عالية، وهي مواد غير هشة، مما يجعلها تلبي تمامًا متطلبات مواد التبطين الخلفي الصلبة. يمكن استخدامها في أي مشاريع عزل تتطلب قوة عالية، كبديل لمواد التبطين الخلفي من البطانيات أو اللباد. في الوقت نفسه، تتميز ألواح الألياف الخزفية CCEWOOL المُعالجة بأبعاد هندسية دقيقة، ويمكن قطعها ومعالجتها حسب الرغبة. يتميز تصميمها بسهولة الاستخدام، مما يحل مشاكل هشاشة وهشاشة ألواح سيليكات الكالسيوم وارتفاع معدل تلفها. كما أنها تُختصر مدة البناء بشكل كبير وتُخفض تكاليفه.
باختصار، تتميز ألواح الألياف الخزفية CCEWOOL، المُنتجة بتقنية التشكيل الفراغي، بخصائص ميكانيكية ممتازة وأبعاد هندسية دقيقة، كما تحافظ على الخصائص الممتازة لمواد العزل الحراري الليفية. ويمكن استخدامها كبديل لألواح سيليكات الكالسيوم، وتُستخدم في مجالات العزل التي تتطلب متانة وتحملًا ذاتيًا ومقاومة للحريق.