Tipus i dissenys de forns de resistència elèctrica indirecta

Els mètodes de càrrega i descàrrega de productes escalfats, així com els mètodes de moviment dels forns de resistència elèctrica determinen en gran mesura tant el seu disseny com les seves propietats operatives. A la fig. A la figura 1 es mostren els principals tipus de forns de resistència elèctrica, tant d'acció intermitent (cel·la) com d'acció contínua (mètodica), il·lustrant el desenvolupament de les maneres de la seva mecanització.

El número I indica els tipus de forns discontinus en què el producte està estacionari durant el procés d'escalfament i només es mecanitzen la càrrega i descàrrega.

L'índex 1 es refereix a un forn de cambra amb una porta lateral a través de la qual normalment es carreguen manualment articles petits a la cambra. Es tracta d'un forn universal sense mecanització.

Índex 2: un forn d'eix amb una tapa d'obertura. Aquí, la càrrega i descàrrega dels productes es fa a través de l'obertura superior del forn i per tant es poden mecanitzar mitjançant una grua de taller o un polipast situat a sobre del forn.L'aixecament i la retracció lateral de la coberta es pot fer manualment (amb palanca) o amb l'ajuda d'una grua o polipast o finalment amb l'ajuda d'un mecanisme especial hidràulic o electromecànic.

L'índex 3 correspon a un forn de campana. El seu kit inclou diversos suports folrats, sobre els quals es pot instal·lar una campana (campana) amb escalfadors amb l'ajuda d'una grua. La càrrega i descàrrega es realitza mitjançant un pont grua amb el tap retirat (instal·lat en un altre estand). El moviment de la caputxa d'un suport a un altre també es fa utilitzant la vora del pont.

Índex 4 — Forn de cambra de bogies. Aquests forns estan dissenyats per escalfar articles grans que no es poden carregar manualment. La pròpia cambra del forn es troba sobre columnes (o fonaments) i el seu fons és un carro folrat, que, amb l'ajuda d'un cabrestant o un accionament situat sobre ell (autopropulsat), es pot moure sobre rails des de sota del forn. La càrrega i descàrrega del carro es realitza amb un puente grua.

L'índex 5 marca el forn de l'ascensor. La cambra del forn es troba sobre columnes altes, el seu fons es pot pujar al forn o baixar amb una càrrega mitjançant un elevador hidràulic. En la posició inferior, la part inferior del forn es converteix en els seus rodets sobre rails i es pot carregar i descarregar des de sota el forn al taller sota el pont grua. Els dissenys de forn 2, 3 i 5 es poden segellar i operar en una atmosfera especial o al buit.

Arròs. 1. Els principals tipus de forns de sella i lots

En els números II i III s'indiquen els forns continus, en què els productes escalfats es desplacen d'un extrem a l'altre del forn, i s'indiquen els seus forns número II, en els quals el moviment dels productes es realitza periòdicament, a puntades, i figura. III indica els forns, en els quals aquest moviment té lloc contínuament.

Índex 6: forn de túnel, en què els productes es col·loquen en carros apilats, passen per una cambra de forn en forma de túnel. Passat un cert període de temps, tots els carros es mouen a una longitud igual a la longitud d'un carro, un d'ells surt del forn de descàrrega, mentre que des de l'extrem oposat del forn entra un altre carro carregat a la seva cambra.

L'índex 7 mostra un forn d'extrusió, un palet de productes resistents a la calor està muntat a la taula de càrrega (dreta). Les portes dels extrems del forn s'obren periòdicament i l'empenta (hidràulica o electromecànica) empeny el palet dins del forn, obligant a moure tota la fila de palets situats al forn sobre els rails refractaris de la llar. En aquest cas, del forn surt la safata més a l'esquerra i després es tanquen les portes.

L'índex 8 marca un forn per a llars de vianants. A la part inferior del forn, segons la seva longitud, s'instal·len bigues resistents a la calor que, mitjançant un accionament, reben un moviment alternatiu cap endavant. En aquest cas, les bigues abans de moure's des de l'extrem de càrrega del forn s'aixequen de les ranures de la part inferior, la part inferior del forn i les mouen al llarg del forn. Abans que el moviment invers de la biga baixi a les ranures de la part inferior, els productes s'asseuen a la part inferior i no participen en el moviment de retorn de les bigues. D'aquesta manera, els productes periòdicament, per passos, es mouen pel forn des de l'extrem de càrrega fins a l'extrem de descàrrega.

Índex 9 per al forn transportador.A la cambra del forn, un transportador de cadena s'estira sobre dos eixos, la malla dels quals consta de malla teixida o baules de cadena estampades o foses. A mesura que l'eix motriu (al costat de descàrrega) gira, la cinta transportadora es mou sense problemes, portant amb ell els productes carregats a l'extrem de càrrega (dreta) del forn. La construcció del transportador pot ser molt diferent.

L'índex 10 es refereix a un forn rotatiu. El cargol es troba a la cambra del forn: un tambor resistent a la calor amb una espiral arquimèdia. A mesura que el tambor gira, els productes enrotllen al tambor, movent-se gradualment des del seu extrem de càrrega fins al seu extrem de descàrrega.

L'índex 11 mostra un forn polsant amb un forn. A la part inferior de la cambra, el forn es troba sobre rodets de foc resistent a la calor en forma d'abeurador, sobre el qual l'extrem de calefacció del forn (a la dreta) està disposat amb peces escalfades. Amb l'ajuda d'un accionament excèntric, la beina rep un moviment alternatiu, i el seu moviment cap enrere (cap a la càrrega) és suau, i cap a la descàrrega és fort, sota l'acció d'una molla amb un xoc sobre els amortidors. Per això, els productes durant el moviment cap enrere segueixen el mateix camí que a continuació, mentre que durant el moviment cap endavant, per l'impuls de l'impacte, llisquen cap endavant en relació a la llar. Com a resultat, els productes es mouen gradualment per polsos des de l'extrem de càrrega del forn fins a la descàrrega.

L'índex 12 indica un forn amb taules de rodets. Els corrons resistents a la calor estan muntats a la part inferior de la cambra, giren lentament en sentit contrari a les agulles del rellotge. Per això, el producte col·locat als corrons de la dreta (a diferència dels tres tipus de forns anteriors, aquest forn està dissenyat per escalfar productes grans) es transporta gradualment al llarg del forn fins al seu extrem de descàrrega.

L'índex 13 fa referència a un forn rotatiu. Es tracta bàsicament d'un forn transportador enrotllat sobre un anell. La llar giratòria en forma d'anell fa que el producte que s'hi posa a través de la porta de càrrega (a la paret lateral no mostrada a la figura) completi un cercle complet dins del forn fins a la porta de descàrrega situada al costat de la porta de càrrega.

Índex 14 per a un forn d'estirat utilitzat per escalfar fils o tires. Als extrems del forn hi ha bidons amb filferro o cinta estirada entre ells. A mesura que les bobines giren d'una d'elles, la cinta (o el cable) s'enrotlla i s'embolica al voltant de l'altra.

Dissenys de forns de baixa temperatura

Els forns de baixa temperatura no poden ser altament eficients perquè els coeficients de transferència de calor per convecció natural són baixos. El procés es pot millorar introduint la circulació artificial mitjançant la instal·lació d'un ventilador d'aspiració al sostre del forn o armari, i per tal de reduir el consum de calor per escalfar l'aire, es pot organitzar circularment. En aquest cas, el ventilador, aspirant l'aire a la part superior del forn, el condueix al llarg del canal aïllat tèrmic lateral i el bufa a la part inferior del forn.

Si cal assecar els productes i, per tant, eliminar la humitat evaporada de les parts escalfades, s'organitza una circulació mixta, en la qual una part de l'aire és aspirada pel ventilador de l'armari i una part de l'habitació (Fig. 2). La temperatura màxima d'escalfament dels productes en aquest tipus de forns i assecadors no sol superar els 200-300 ° C.

Arròs. 2. Forn de circulació natural: 1 — elements de calefacció, 2 — marc exterior, 3 — marc interior, 4 — aïllament tèrmic, 5 — prestatge de peces, 6 — amortidor per a la regulació de l'aire.

A la Fig. 3.

Arròs. 3. Forns de cambra amb circulació forçada de l'atmosfera i escalfador elèctric

És un forn d'eix per temperar productes d'acer, en el qual s'introdueixen cistelles de material resistent a la calor amb reixeta o fons perforat i s'omplen amb els productes a escalfar.

Els escalfadors es troben al costat del forn, al voltant del cistell, però estan separats d'aquest per una pantalla resistent a la calor per evitar la radiació directa i el sobreescalfament associat dels productes adjacents a les parets del cistell. A la part inferior, el forn està equipat amb un ventilador que condueix l'aire escalfat a través de les cistelles. Aquest aire es desvia radialment cap a l'espai anular entre la cistella i les parets del forn i s'escalfa, rentant els escalfadors.

A la fig. La figura 4 mostra un forn per assecar els elèctrodes de soldadura a una temperatura de 400 ° C. Potència del forn de 210 kW, els elèctrodes es col·loquen en carros, marcs i amb l'ajuda d'un empenta i tirador hidràulics es condueixen a través del forn. El forn té un ventilador intern 6 així com ventiladors externs 10.

Els escalfadors es troben a les parets laterals del forn. Així, en aquest forn, els fluxos d'aire es dirigeixen perpendicularment a la línia de moviment dels productes. Aquests forns es poden construir multizona.

Arròs. 4. Forn d'assecat elèctric: 1 — empenta, 2 — carro, 3 — taula, 4 — marcs per col·locar elèctrodes, 5 — cambra de calefacció, 6 — ventilador del forn, 7 — conducte d'aire, 8 — draga, 9 — elevador hidràulic de la porta unitat, 10 — ventilador extern

Dissenys de forn de temperatura mitjana

Els forns de temperatura mitjana per al tractament tèrmic són extremadament diversos. El forn més senzill i alhora universal és el forn de cambra (Fig. 5). Consta d'una cambra rectangular amb folre ignífug i aïllament tèrmic, coberta amb coberta i col·locada en una carcassa metàl·lica.

El forn es carrega i descarrega per l'obertura de la paret frontal, coberta amb una porta. Els escalfadors es troben a la llar i a les parets laterals del forn, amb menys freqüència al sostre. En forns molt grans, els escalfadors es troben tant a la part posterior del forn com a les portes per garantir una distribució més uniforme de la temperatura a la cambra del forn. Els escalfadors inferiors solen estar coberts amb plaques refractàries sobre les quals es col·loquen els productes escalfats.

Les portes dels forns de cambra, per regla general, estan fetes d'elevació, en forns petits amb accionament manual o de peu (amb accionament de peu la mà del treballador queda lliure), en els més grans - amb els electromecànics. En el segon cas, s'instal·len interruptors de límit a les posicions superior i inferior de la porta, que apaguen el motor elèctric a les posicions finals.

Arròs. 5. Forn elèctric de cambra amb escalfadors metàl·lics i una cortina de flama: 1 - porta, 2 - mecanisme d'elevació de la porta, 3 - sortida de l'escalfador, 4 - carcassa, 5 - revestiment, 6 - escalfadors laterals, 7 - escalfadors del sostre, 8 — llars, 9 — escalfadors, 10 — dispositiu de cortina de flama.

Els forns de cambra sobre carros s'utilitzen per al recuit o altres tractaments tèrmics de peces grans que no es poden carregar manualment al forn. Són una cambra sense fons i normalment sense paret frontal sobre columnes (Fig.6) i un carro sobre corrons, sobre el qual es munten la llar i la paret frontal del forn, movent-se sobre rails amb l'ajuda d'un accionament elèctric o un cabrestant electromecànic. El carro comença des de sota del forn, les peces s'hi carreguen amb una grua, després es mou per sota de la cambra i el forn s'encén per escalfar.

Arròs. 6. Forn de cambra amb llar de bogie: 1 — escalfadors, 2 — maçoneria refractaria, 3 — aïllament tèrmic, 4 — termopar, 5 — calaix, 6 — porta, 7 — gàbia

Un cop finalitzat el cicle de recuit, el carro torna a sortir del forn i es descarrega. Els escalfadors del forn solen estar situats als laterals, a les parets posteriors i frontals i a la llar, i de vegades també per proporcionar una calefacció més uniforme al llarg de la volta. Els escalfadors de paret inferior i frontal s'alimenten mitjançant cables flexibles o contactes de fulla. Aquests forns només són econòmics amb una càrrega gran, assolint una capacitat de 100 tones i més i una capacitat de 3000 a 5000 kW.

El segon grup general de forns per lots són els forns d'eix. Es fan en forma de fustes rodones, quadrats o rectangulars, obertes per la part superior i cobertes amb una tapa (Fig. 7).

Arròs. 7. Forn elèctric d'eix: 1 — escalfadors, 2 — maçoneria refractària, 3 — aïllament tèrmic, 4 — coberta del forn, 5 — sortida de l'escalfador, 6 — termoparell.

Els escalfadors dels forns d'eix s'acostumen a instal·lar a les parets laterals (els escalfadors inferiors rarament s'instal·len, més encara en els forns rectangulars plans). De vegades, en forns rodons dissenyats per escalfar una càrrega cilíndrica buida (faixos de filferro, rotlles d'estany), a més, al llarg de l'eix es troba un escalfador central vertical. Les guies especials resistents a la calor protegeixen els escalfadors de danys quan es col·loquen o es treuen articles del forn o de les cistelles d'articles.

De vegades, els forns d'eix es fan molt profunds per al tractament tèrmic de pous i canonades (10 m o més de profunditat) amb diverses zones de calor per garantir un escalfament uniforme al llarg de l'alçada. Al mateix temps, es recull un lot de canonades fora del forn, es fixa en una suspensió especial i es baixa al forn mitjançant una grua.

Aquests forns són menys flexibles que els de cambra, però en alguns casos tenen avantatges importants. La càrrega i descàrrega de productes pesats al forn es pot fer fàcilment amb un pont grua convencional al taller, o si no està disponible, amb un polipast o un bloc. Ocupen menys espai ja que solen estar enterrats a terra per facilitar el manteniment. Són fàcils de segellar i així redueixen l'oxidació del producte creant un segell de sorra, oli o aigua per a la tapa.

A causa de la seva major compacitat i millor estanqueïtat de les cobertes respecte a les portes, les pèrdues d'aquests forns són menors que les dels forns de cambra i representen entre el 15 i el 25% de la potència nominal.

Les construccions dels forns metòdics difereixen principalment en funció de l'ús d'un o altre mecanisme per moure els productes escalfats dins del forn. Per tant, els forns transportadors tenen un transportador: una xarxa sense fi estirada entre dos eixos, un dels quals condueix i gira per un motor especial. Les peces es col·loquen a la cinta transportadora manualment o amb un alimentador especial i es mouen sobre ell des de l'extrem de càrrega del forn fins a l'extrem de descàrrega.

Arròs. 8. Forn d'enduriment de cinta transportadora elèctrica

La cinta transportadora està feta de malla de nicrom trenada (per a les parts més lleugeres) o de plaques estampades i varetes que les uneixen, i per a les peces pesades - d'enllaços de cadena estampats o fosos. En aquest últim cas, l'eix d'accionament de la cinta transportadora està dentada i fa el paper d'engranatges, les dents dels quals s'interposen entre els enllaços de la cadena.

El transportador es pot col·locar a la cambra del forn en el seu conjunt, juntament amb els dos eixos, en aquest cas s'escalfa tot el temps i, per tant, s'emmagatzema la calor acumulada en ella.

Els inconvenients d'aquest disseny són: condicions de funcionament molt difícils dels dos eixos transportadors a la zona d'alta temperatura, dificultat en la seva reparació (baixa accessibilitat) i molèsties de carregar peces a la superfície calenta de la cinta transportadora. això ha de refredar els eixos amb aigua, la qual cosa comporta pèrdues de calor força importants, per això, els extrems de la cinta transportadora i la seva branca inferior sovint s'eliminen del revestiment. Naturalment, en aquest cas el transportador s'acosta a l'extrem carregat del forn refredat i, per tant, la calor acumulada per aquest desapareix. Aquestes pèrdues de calor són més grans que les amb aigua de refrigeració en forns de transport tancats.

Els escalfadors d'un forn transportador es troben majoritàriament al sostre i a la llar, sota la branca superior de la cinta transportadora, amb menys freqüència a les parets laterals de la cambra. Els forns de transport s'utilitzen per escalfar només peces relativament petites fins a 900 ° C, perquè a una temperatura més alta, el funcionament de les peces carregades mecànicament del transportador esdevé poc fiable.

Un grup especial consisteix en els anomenats forns d'estirament, que s'utilitzen per escalfar filferros o tires d'acer i metalls no fèrrics.Són una cambra amb escalfadors per on es fa passar una tira o feix de cables a gran velocitat (fins a 0,5 m/s) (fig. nou). En els forns d'estirament, s'aconsegueix un escalfament molt uniforme i els defectes del tractament tèrmic es poden reduir a zero.

Arròs. 9. Forn de cinturó d'estirament: 1 — corretja escalfada, 2 — escalfadors de forn, 3 — corrons de suport.

Dissenys de forns d'alta temperatura

El més comú és el grup de forns amb escalfadors de carbund. Els escalfadors de carborundum poden funcionar fins a 1450 ° C, per tant, els forns amb escalfadors de carborundum cobreixen el rang de 1200 a 1400 ° C. Es diferencien dels forns de temperatura mitjana amb un revestiment més gruixut que consta d'almenys tres capes.

Atès que la resistència de les barres canvia significativament durant l'escalfament i, a més, per evitar-ne dany, es requereix un escalfament relativament lent a 850 ° C a tensió reduïda, els forns d'alta temperatura amb escalfadors de carbund es subministren amb transformadors de control, que permeten canviar. la tensió d'alimentació en petits passos almenys en una proporció de 2:1.

Això també és necessari, ja que durant el funcionament les varetes envelleixen, augmentant la seva resistència, per la qual cosa cal augmentar la tensió que se li subministra per mantenir la potència anterior del forn.

A causa de l'envelliment, que es produeix amb intensitat diferent per a les barres individuals, no es recomana connectar-les en sèrie a causa de possibles canvis diferents en la seva resistència durant l'escalfament.En canvi, si una de les barres connectades en paral·lel falla, no es pot substituir per una de nova, ja que la resistència de les altres barres ja ha augmentat, cal substituir-les totes per unes de noves, o agafar de velles. , barres ja en funcionament, cadascuna amb una resistència adequada a aquestes condicions.

Arròs. 10. Forn de cambra d'alta temperatura. La cambra inferior amb escalfadors metàl·lics s'utilitza per escalfar, la superior per a altes temperatures amb escalfadors de carbur de silici.