تصميم وبناء أفران العربات
ملخص:
فرن العربة هو فرن ذو فجوة متغيرة الحرارة، يُستخدم بشكل أساسي لتسخين المشغولات قبل عمليات التشكيل أو المعالجة الحرارية. يتوفر هذا الفرن بنوعين: فرن تسخين العربة وفرن معالجة حرارية العربة. يتكون الفرن من ثلاثة أجزاء: آلية عربة متحركة (مبطنة بطوب حراري على صفيحة فولاذية مقاومة للحرارة)، وقاعدة (مبطنة بألياف)، وباب فرن قابل للرفع (مبطن بطبقة متعددة الأغراض). يكمن الاختلاف الرئيسي بين فرن التسخين وفرن المعالجة الحرارية في درجة حرارة الفرن: تتراوح درجة حرارة فرن التسخين بين 1250 و1300 درجة مئوية، بينما تتراوح درجة حرارة فرن المعالجة الحرارية بين 650 و1150 درجة مئوية.
تحديد مواد التبطين:
بالنظر إلى عوامل مختلفة، مثل درجات الحرارة الداخلية للفرن، والجو الغازي الداخلي للفرن، والسلامة، والاقتصاد، وسنوات عديدة من الخبرة العملية، يتم تحديد مواد تبطين فرن التسخين بشكل عام على النحو التالي: يستخدم الجزء العلوي من فرن التسخين وجدران الفرن في الغالب مكونات مسبقة الصنع من ألياف الزركونيوم CCEWOOL، وتستخدم طبقة العزل بطانيات من ألياف السيراميك عالية النقاء أو عالية الألومنيوم CCEWOOL، ويستخدم باب الفرن وما تحته ألياف CCEWOOL المصبوبة.
تحديد سمك العزل:
يستخدم فرن العربة نوعًا جديدًا من البطانة المصنوعة بالكامل من الألياف، مما يُحسّن بشكل ملحوظ العزل الحراري، والحفاظ على الحرارة، وتوفير الطاقة. ويكمن مفتاح تصميم بطانة الفرن في سُمك العزل المناسب، والذي يعتمد أساسًا على متطلبات درجة حرارة الجدار الخارجي للفرن. ويتم تحديد الحد الأدنى لسُمك العزل من خلال حسابات حرارية، بهدف تحقيق أفضل نتائج في توفير الطاقة، وتقليل وزن هيكل الفرن، وخفض تكاليف الاستثمار في المعدات.
الهيكل المبطن:
وفقًا لظروف العملية، يمكن تقسيم فرن العربة إلى فرن تسخين وفرن معالجة حرارية، لذلك يوجد نوعان من الهياكل.
هيكل فرن التسخين:
وفقًا لشكل وبنية فرن التسخين، يجب أن يعتمد باب الفرن وقاع باب الفرن على ألياف CCEWOOL القابلة للصب، ويمكن وضع باقي جدران الفرن بطبقتين من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ثم تكديسها بمكونات الألياف ذات الهيكل المتعرج أو هيكل التثبيت بزاوية الحديد.
تم تبليط الجزء العلوي من الفرن بطبقتين من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ثم تم تكديس مكونات الألياف على شكل هيكل تعليق وتثبيت بفتحة واحدة.
نظرًا لأن باب الفرن غالبًا ما يرتفع وينخفض وتصطدم المواد هنا، فإن باب الفرن والأجزاء الموجودة أسفل باب الفرن تستخدم في الغالب ألياف CCEWOOL القابلة للصب، والتي لها هيكل من ألياف غير مشكلة قابلة للصب وملحومة من الداخل بمثبتات من الفولاذ المقاوم للصدأ كهيكل عظمي.
هيكل فرن المعالجة الحرارية:
بالنظر إلى شكل وبنية فرن المعالجة الحرارية، يجب أن يكون باب الفرن وقاع باب الفرن مصنوعين من ألياف CCEWOOL القابلة للصب، ويمكن تبليط بقية جدران الفرن بطبقتين من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ثم تكديسها بمكونات الألياف لهيكل متعرج أو هيكل مرساة من الحديد الزاوي.
تم تبليط الجزء العلوي من الفرن بطبقتين من ألياف السيراميك CCEWOOL ثم تم تكديس مكونات الألياف على شكل هيكل مرساة معلق بفتحة واحدة.
نظرًا لأن باب الفرن غالبًا ما يرتفع وينخفض وتصطدم المواد هنا، فإن باب الفرن والأجزاء الموجودة أسفل باب الفرن غالبًا ما تستخدم ألياف CCEWOOL القابلة للصب، والتي لها بنية ألياف غير مشكلة وملحومة من الداخل بمثبتات من الفولاذ المقاوم للصدأ كهيكل.
بالنسبة لهيكل البطانة في هذين النوعين من الأفران، تتميز مكونات الألياف بثباتها النسبي أثناء التركيب والتثبيت. تتمتع بطانة الألياف الخزفية بتكامل جيد، وبنية متماسكة، وعزل حراري ممتاز. عملية التركيب سريعة، كما أن الفك والتركيب سهلان أثناء الصيانة.
الشكل الثابت لترتيب تركيب بطانة الألياف الخزفية:
بطانة من ألياف السيراميك المبلطة: عادةً ما تُستخدم بطانيات من ألياف السيراميك المبلطة لطبقتين أو ثلاث طبقات، مع ترك مسافة 100 مم بين الطبقات حسب الحاجة بدلاً من الوصلات المستقيمة. تُثبّت بطانيات ألياف السيراميك بمسامير من الفولاذ المقاوم للصدأ ودبابيس تثبيت سريعة.
مكونات الألياف الخزفية: وفقًا لخصائص بنية تثبيت مكونات الألياف الخزفية، تُرتّب جميعها في نفس الاتجاه على طول اتجاه الطي. تُطوى بطانيات الألياف الخزفية المصنوعة من نفس المادة على شكل حرف U بين الصفوف المختلفة لتعويض انكماش الألياف الخزفية. تستخدم مكونات الألياف الخزفية على جدران الفرن مثبتات على شكل عظم السمكة أو زاوية حديدية، وتُثبّت بواسطة براغي.
بالنسبة للفتحة المركزية لرفع مكونات الألياف على الجزء العلوي من الفرن الأسطواني، يتم اعتماد ترتيب "أرضية الباركيه"، ويتم تثبيت مكونات الألياف بواسطة مسامير اللحام في الجزء العلوي من الفرن.
تاريخ النشر: 30 أبريل 2021
