تصميم وبناء أفران العربات
ملخص:
فرن الترولي هو فرن ذو درجات حرارة متغيرة، يُستخدم بشكل رئيسي للتسخين قبل التشكيل أو المعالجة الحرارية لقطع العمل. يوجد نوعان من الفرن: فرن تسخين الترولي وفرن المعالجة الحرارية الترولي. يتكون الفرن من ثلاثة أجزاء: آلية ترولي متحركة (مُزودة بطوب حراري على صفيحة فولاذية مقاومة للحرارة)، وموقد (مبطن بالألياف)، وباب فرن قابل للرفع (مبطن بالصب متعدد الأغراض). الفرق الرئيسي بين فرن التسخين الترولي وفرن المعالجة الحرارية الترولي هو درجة حرارة الفرن: تتراوح درجة حرارة فرن التسخين بين ١٢٥٠ و١٣٠٠ درجة مئوية، بينما تتراوح درجة حرارة فرن المعالجة الحرارية بين ٦٥٠ و١١٥٠ درجة مئوية.
تحديد مواد البطانة:
مع الأخذ بعين الاعتبار عوامل مختلفة، مثل درجات الحرارة الداخلية للفرن، وجو الغاز الداخلي للفرن، والسلامة، والاقتصاد والعديد من سنوات الخبرة العملية، يتم تحديد مواد بطانة فرن التسخين بشكل عام على النحو التالي: يستخدم الجزء العلوي من فرن التسخين وجدران الفرن في الغالب مكونات مسبقة الصنع من الألياف المحتوية على الزركونيوم CCEWOOL، وتستخدم طبقة العزل بطانيات ألياف السيراميك عالية النقاء أو عالية الألومنيوم CCEWOOL، ويستخدم باب الفرن وأسفله ألياف CCEWOOL القابلة للصب.
تحديد سمك العزل:
يعتمد فرن العربات على نوع جديد من بطانة الألياف الكاملة، مما يعزز بشكل كبير من عزل الحرارة والحفاظ عليها وتوفير الطاقة. يكمن سر تصميم بطانة الفرن في سماكة عازلة مناسبة، والتي تعتمد بشكل رئيسي على متطلبات درجة حرارة الجدار الخارجي للفرن. يُحدد الحد الأدنى لسماكة العزل من خلال الحسابات الحرارية، لتحقيق أفضل توفير للطاقة وتقليل وزن هيكل الفرن وتكاليف الاستثمار في المعدات.
هيكل البطانة:
وفقًا لظروف العملية، يمكن تقسيم فرن العربة إلى فرن تسخين وفرن معالجة حرارية، لذلك هناك نوعان من الهيكل.
هيكل فرن التسخين:
وفقا لشكل وهيكل فرن التسخين، يجب أن يعتمد باب الفرن وأسفل باب الفرن على ألياف CCEWOOL القابلة للصب، ويمكن وضع بقية جدران الفرن بطبقتين من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ثم تكديسها مع مكونات الألياف من هيكل التثبيت المتعرج أو الزاوية الحديدية.
تم تبليط الجزء العلوي من الفرن بطبقتين من بطانيات الألياف الخزفية CCEWOOL، ثم تم تكديسها مع مكونات الألياف في شكل هيكل معلق ومثبت بفتحة واحدة.
نظرًا لأن باب الفرن يرتفع وينخفض غالبًا وتتصادم المواد هنا، فإن باب الفرن والأجزاء الموجودة أسفل باب الفرن تستخدم في الغالب ألياف CCEWOOL القابلة للصب، والتي لها بنية من ألياف قابلة للصب غير مشكلة ويتم لحام الجزء الداخلي بمراسي من الفولاذ المقاوم للصدأ كهيكل.
هيكل فرن المعالجة الحرارية:
بالنظر إلى شكل وهيكل فرن المعالجة الحرارية، يجب أن يكون باب الفرن وأسفل باب الفرن مصنوعين من ألياف CCEWOOL القابلة للصب، ويمكن تبليط بقية جدران الفرن بطبقتين من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ثم تكديسها مع مكونات الألياف من هيكل مرساة متعرج أو زاوية حديدية.
تم تبليط الجزء العلوي من الفرن بطبقتين من ألياف السيراميك CCEWOOL ثم تم تكديسها مع مكونات الألياف في شكل هيكل مرساة معلق بفتحة واحدة.
نظرًا لأن باب الفرن يرتفع وينخفض غالبًا وتتصادم المواد هنا، فإن باب الفرن والأجزاء الموجودة أسفل باب الفرن غالبًا ما تستخدم ألياف CCEWOOL القابلة للصب، والتي لها بنية من ألياف قابلة للصب غير مشكلة والجزء الداخلي ملحوم بمراسي من الفولاذ المقاوم للصدأ كهيكل عظمي.
بالنسبة لهيكل البطانة في هذين النوعين من الأفران، تتميز مكونات الألياف بمتانة نسبية في التركيب والتثبيت. تتميز بطانة الألياف الخزفية بمتانة عالية، وهيكل معقول، وعزل حراري ممتاز. كما أن التركيب سريع، وسهل الفك والتركيب أثناء الصيانة.
الشكل الثابت لترتيب تركيب بطانة الألياف السيراميكية:
بطانة ألياف السيراميك المبلطة: عادةً ما تُصنع بطانيات ألياف السيراميك المبلطة من طبقتين إلى ثلاث طبقات، مع ترك مسافة درزة متفاوتة قدرها 100 مم بين الطبقات حسب الحاجة بدلاً من الدرزات المستقيمة. تُثبت بطانيات ألياف السيراميك بمسامير من الفولاذ المقاوم للصدأ وبطاقات سريعة.
مكونات ألياف السيراميك: وفقًا لخصائص هيكل تثبيت مكونات ألياف السيراميك، تُرتب جميعها في نفس الاتجاه على طول اتجاه الطي. تُطوى بطانيات ألياف السيراميك المصنوعة من نفس المادة على شكل حرف U بين صفوف مختلفة لتعويض انكماش ألياف السيراميك. تعتمد مكونات ألياف السيراميك على جدران الفرن على شكل "عظم السمكة" أو "حديد زاوية"، وتُثبت ببراغي.
بالنسبة لمكونات الألياف التي ترفع الفتحة المركزية في الجزء العلوي من الفرن الأسطواني، يتم اعتماد ترتيب "أرضية الباركيه"، ويتم تثبيت مكونات الألياف بواسطة مسامير اللحام في الجزء العلوي من الفرن.
وقت النشر: 30 أبريل 2021
