Materjalide kõrgtemperatuuriline töötlemine on paljudes tööstusharudes üks võtmetoiminguid, kus termiline kokkupuude on kantud põhiliste tehnoloogiliste protsesside nimekirja. Selle protseduuri korraldamise tingimused võivad olla erinevad, mis põhjustab kasutatavate seadmete omaduste erinevusi. Üldiselt moodustavad seadmete segmendi, mille tõttu toimub intensiivne kuumtöötlemine, tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud kõrgtemperatuurilised ahjud.
Seadmete klassifikatsioon soojuse genereerimise põhimõtte järgi
Tänapäeval pole universaalset võimalust soojusenergia tootmiseks, mis sobiks võrdselt erinevatesse töötingimustesse. Siiski on võimalik välja tuua kitsa rühma järgmistest kõige populaarsematest kõrge temperatuuriga ahjudestküte:
- Kütus. Traditsiooniline soojuse genereerimise meetod, mis saadakse keemilisest energiast tahkete, gaasiliste ja vedelate kütuste põletamisel.
- Elekter. Lai valik seadmeid, mida on mugav ja ohutu kasutada. Kõrgtemperatuuriliste elektriahjude kategoorias paistavad silma ka kaasaegsemad induktsioon- ja elektrikaare mudelid. Selliste seadmete tavaline puudus on elektrienergia kõrge hind, mida kulutatakse suurtes kogustes.
- Autogeenne. Seda tüüpi ahjud töötavad töödeldavates detailides sisalduvate elementide põlemis- ja oksüdatsioonireaktsioonide tõttu. Näiteks vedela raua hapnikuga puhumisel süsinik oksüdeerub loodusliku soojuseraldusega. On ilmne, et autogeensete ahjude kasutamine on majanduslikult kasulik, kuna praktiliselt ei ole vaja täiendavaid kütuseelemente, kuid mitte kõik tootmisrajatised ei võimalda tavaliselt oksüdatsiooni ja põlemisega tehnoloogilisi protsesse. Reeglina kehtib see metallide ja sulamite metallurgilise töötlemise valdkondade kohta.
Kamberahjud
See on üks levinumaid kõrge temperatuuriga seadmeid, mis on loodud soojusefekti pakkumiseks kiire kuumutamisega soovitud tasemeni. Soojusenergia ühtlase jaotuse säilitamiseks tootmises kasutatakse täiendav alt spetsiaalset gaasi ja oksüdeerivat keskkonda. Maksimaalne kütterežiim kellkõrge temperatuuriga kamberahjude temperatuur ulatub 1800 ° C-ni, kui me räägime metallurgia tootmise standardsetest tööstusmudelitest. Elekter toimib tavaliselt energiaallikana – võimsuse potentsiaal varieerub keskmiselt 0,5–3,5 kW.
toruahjud
Mitmesugused ahjuseadmete kõrge temperatuuriga mudelid koos soojusvoogude suunalise tarnimise võimalusega. Disain näeb ette kütte ja eraldi plokid, mille pöörlev mehaanika võimaldab töötada erinevate nurkade all, olenev alt hetkenõuetest. Mõned torukujuliste kõrgtemperatuuriliste ahjude mudelid on varustatud gaasikindlate peadega kvartsreaktoriga. See disainlahendus tagab gaaside topeltpõlemise efekti, mis loob tingimused ka esialgse kütusevaru minimeerimiseks. Soojusemitaatoritena kasutatakse tavaliselt sektsioontüüpi kütte-isolatsioonimooduleid, mis pakuvad kuumutamist kuni 1200 °C.
Mühvelahjude omadused
Tõhusaks töötamiseks agressiivses keskkonnas, mida sageli esineb toorainete tööstuslikul töötlemisel, kasutatakse erinevat tüüpi muhvelahjusid. Neid saab kasutada otsese mõjuga gaaside, tolmu, auru, vee ja muude jäätmete struktuurile. Isolatsiooniülesanded lahendatakse spetsiaalsete kuumakindlate materjalidega. Temperatuurivahemikus 1150 °C kuni 1300 °C töötavate kõrgtemperatuuriliste ahjude puhul kasutatakse eelkõige keraamilisi elemente, mis eikaitseb kaminat ainult negatiivsete välismõjude eest, vaid aitab kaasa ka soojuse ühtlasele jaotumisele väljastpoolt. Disain võib sisaldada ka spetsiaalseid laagritorusid, mille kaudu kiirgatakse soojust sihipäraselt mööda teatud kontuure ja lühikese aja jooksul.
Sulatusahjud
Reeglina on need väikese kuumutuskambriga seadmed, mis on mõeldud kompaktsete toorikute hooldamiseks. Sellistes ahjudes töötlemise sihtmaterjalide hulka kuuluvad värvilised metallid, mis nõuavad termilise kokkupuute eritingimusi. Samuti on laboris toimingute tegemiseks spetsiaalsed mudelisarjad, mis on varustatud valurenniga sulatise täpse doseerimise võimalusega. Seda tüüpi kõrge temperatuuriga ahjude keskmised kütteväärtused on vahemikus 1000 °C kuni 1500 °C koos peenreguleerimise võimalusega. Sellesse sorti kuuluvad ka mõned tulistamisüksuste modifikatsioonid.
Pliitide põhiomadused
Isegi sama tüüpi kõrgtemperatuurse tööstusliku ahju puhul võivad tööparameetrid olla väga erinevad. Keskmisi näitajaid, millega suured tootmisettevõtted kõige sagedamini töötavad, võib esitada järgmiselt:
- Ühise võimsus – 0,2 kuni 5–7 kW.
- Temperatuurivahemik – 300–2400 °C ja rohkem.
- Kõrgtemperatuuriliste ahjude töökambri maht on 2,5 kuni 20 dm3.
- Disaini kaal – 2–100 kg.
- Pinge – tavaliselt kasutatavkolmefaasilised võrgud 380 V jaoks.
Töövoo korraldus
Seadmete paigaldamine toimub statsionaarselt, mõnikord on vaja eelvundamenti kuumakindla tsemendist tasanduskihina. Ahju tuuakse vajalikud kommunikatsioonid ja tehnoloogilised seadmed toorikute varustamiseks. Mõned inseneritarkvara komponendid sisalduvad põhipaketis. Näiteks jahutussüsteemi rakendatakse sageli ventilaatori abil. Kõrgtemperatuurilised vesijahutusega ahjud on varustatud sobiva võimsusega tsirkulatsioonipumbaga, mis on integreeritud kohalikku veevarustuse infrastruktuuri. Tänapäeval pakuvad peaaegu kõigis tööstuslikes kütteseadmetes juhtimist andurite ja tööparameetrite kontrolleritega programmeerijad. Termostaate saab integreerida ettevõtte kesksetesse juhtimissüsteemidesse, mis võimaldab igakülgselt jälgida seadmete jõudlust tootmisprotsessi üldises kontekstis, võttes arvesse paralleelsete tehnoloogiliste toimingute iseärasusi.
Järeldus
Selle seadme põhivaldkond on metallurgia, samuti teatud keemia- ja toiduainetööstuse harud. Kuid isegi selliste tööstusharude raames on termilise toime protsessid heterogeensed. Töötlemistehnoloogiate keerukamaks muutudes muutub ka lähenemine termotöötlusoperatsioonide korraldamisele. Samuti nõuded konstruktsioonilekõrgtemperatuuriliste ahjude teostamine. Selliste seadmete materjale esindavad tänapäeval mitte ainult tööriistaterased, vaid ka kuumakindel keraamika, mis muudab konstruktsioonide hooldamise lihtsamaks ja praktilisemaks. Muutumas on ka lähenemine ahjude haldamisele. Sama automaatika kasutuselevõtt koos programmeeritavate moodulitega suurendab töövoo juhtimise efektiivsust ja samal ajal pikendab seadmete tööiga ja vähendab energiakulusid tänu tasakaalustatud juhtimisele.
