أفران صهر الحديد وأفران النفخ الساخن

مقدمة عن بنية العزل الأصلية لأفران الصهر وأفران النفخ الساخن:

الفرن العالي هو نوع من المعدات الحرارية ذات بنية معقدة. وهو المعدات الرئيسية لصناعة الحديد، ويتميز بإنتاجية عالية وتكاليف منخفضة.
نظراً لأن درجة حرارة التشغيل لكل جزء من الفرن العالي مرتفعة للغاية، ويتعرض كل جزء لتأثيرات ميكانيكية، مثل الاحتكاك وتأثير الشحنة المتساقطة، فإن معظم المواد الحرارية ذات الأسطح الساخنة تستخدم طوب CCEFIRE الخفيف عالي الحرارة الذي يتميز بدرجات حرارة تليين عالية تحت الحمل وقوة ميكانيكية جيدة في درجات الحرارة العالية.
يُعد فرن الهواء الساخن أحد المعدات المساعدة الرئيسية لفرن الصهر، حيث يُزوّد ​​فرن الصهر بالهواء الساخن عالي الحرارة باستخدام الحرارة الناتجة عن احتراق غازات فرن الصهر وتأثيرات التبادل الحراري لشبكة الطوب. ونظرًا لأن كل جزء منه يتحمل تفاعلات درجات الحرارة العالية الناتجة عن احتراق الغاز، وتآكل الغبار الناتج عن الغاز، وتآكل غازات الاحتراق، فإن المواد الحرارية المستخدمة في الأسطح الساخنة تُختار عادةً من طوب العزل الخفيف CCEFIRE، والخرسانة المقاومة للحرارة، والطوب الطيني، وغيرها من المواد ذات القوة الميكانيكية الجيدة.
لضمان التأثيرات الكاملة للعزل الحراري لبطانة الفرن، والالتزام بمبادئ اختيار المواد الموثوقة تقنيًا والاقتصادية والمعقولة، فإن بطانة السطح الساخن العامل لفرن الصهر وفرن النفخ الساخن الخاص به عادة ما تختار مواد عازلة ذات موصلية حرارية منخفضة وأداء عزل جيد.
الطريقة الأكثر تقليدية هي اختيار منتجات ألواح سيليكات الكالسيوم، والتي تتميز بهيكل عزل حراري محدد: هيكل من الطوب الخفيف عالي الألومنيوم + ألواح السيليكا والكالسيوم بسمك عزل حراري يبلغ حوالي 1000 مم.

يحتوي هيكل العزل الحراري هذا على العيوب التالية عند استخدامه:

أ. تتميز مواد العزل الحراري بموصلية حرارية عالية 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. تتميز ألواح سيليكات الكالسيوم بقدرة عالية على امتصاص الماء، وهي سهلة الكسر، وتؤدي أداءً ضعيفاً في البناء.
هـ. درجة حرارة استخدام ألواح سيليكات الكالسيوم منخفضة عند 600 درجة مئوية
يجب أن تتمتع مواد العزل الحراري المستخدمة في الفرن العالي وفرن النفخ الساخن بأداء عزل حراري جيد. على الرغم من أن الموصلية الحرارية لألواح سيليكات الكالسيوم أقل من تلك الخاصة بالطوب الحراري، وأن أداء العزل الحراري قد تحسن، إلا أن ألواح سيليكات الكالسيوم، نظرًا لارتفاع جسم الفرن وقطره الكبيرين، تتكسر بسهولة بالغة أثناء عملية البناء بسبب هشاشتها، مما يؤدي إلى عزل غير مكتمل للبطانة الخلفية وتأثيرات عزل غير مرضية. لذلك، ولتحسين تأثيرات العزل الحراري لأفران الصهر وأفران النفخ الساخن في صناعة المعادن، أصبحت منتجات ألياف السيراميك CCEWOOL (الطوب/الألواح) المادة المثالية للعزل فيها.

تحليل الأداء التقني للألواح الليفية الخزفية:

تُصنع ألواح ألياف السيراميك CCEWOOL من ألياف عالية الجودة بنسبة 97-99% من أكسيد الألومنيوم وثاني أكسيد السيليكون (AL2O3+SiO2)، ممزوجة بمواد رابطة غير عضوية، بالإضافة إلى مواد مالئة ومضافات مقاومة لدرجات الحرارة العالية. يتم تشكيلها عن طريق التقليب والتلبيد والترشيح بالشفط الفراغي. بعد تجفيفها، تُعالج الألواح باستخدام سلسلة من معدات التشغيل الآلي لإتمام عمليات التصنيع، مثل القطع والطحن والحفر، لضمان أن يكون أداء المنتج ودقة أبعاده على مستوى عالمي رائد. تشمل خصائصها التقنية الرئيسية ما يلي:
أ. نقاء كيميائي عالٍ: تحتوي ألواح ألياف السيراميك CCEWOOL على نسبة 97-99% من أكاسيد عالية الحرارة مثل Al2O3 وSiO2، مما يضمن مقاومة المنتجات للحرارة. لا تقتصر فوائد هذه الألواح على استبدال ألواح سيليكات الكالسيوم في تبطين جدران الأفران، بل يمكن استخدامها مباشرةً على الأسطح الساخنة لجدران الأفران لتزويدها بمقاومة ممتازة للتآكل بفعل الرياح.
ب. انخفاض الموصلية الحرارية وتأثيرات العزل الحراري الجيدة: نظرًا لأن هذا المنتج عبارة عن منتج من ألياف السيراميك CCEWOOL يتم إنتاجه من خلال عملية إنتاج مستمرة خاصة، فإنه يتمتع بأداء أفضل من طوب التراب الدياتومي التقليدي وألواح سيليكات الكالسيوم وغيرها من مواد الدعم السيليكاتية المركبة من حيث انخفاض الموصلية الحرارية وتأثيرات الحفاظ على الحرارة الأفضل وتأثيرات توفير الطاقة الكبيرة.
ج. قوة عالية وسهولة الاستخدام: تتميز هذه المنتجات بقوة ضغط وانحناء 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 ألياف السيراميك CCEWOOL المُعالجة بأبعاد هندسية دقيقة، ويمكن قصها وتشكيلها حسب الرغبة. عملية التركيب سهلة للغاية، مما يحل مشاكل الهشاشة والكسر وارتفاع معدل تلف ألواح سيليكات الكالسيوم أثناء التركيب. كما أنها تُقلل بشكل كبير من مدة البناء وتكاليفه.
باختصار، تتميز ألواح ألياف السيراميك CCEWOOL المُصنّعة بتقنية التشكيل الفراغي ليس فقط بخصائص ميكانيكية ممتازة وأبعاد هندسية دقيقة، بل تحافظ أيضًا على الخصائص الممتازة لمواد العزل الحراري الليفية. ويمكن استخدامها كبديل لألواح سيليكات الكالسيوم في مجالات العزل التي تتطلب المتانة والقدرة على التماسك الذاتي ومقاومة الحريق.