El procesamiento de materiales a alta temperatura es una de las operaciones clave en muchas industrias, donde la exposición térmica se incluye en la lista de procesos tecnológicos básicos. Las condiciones para la organización de este procedimiento pueden ser diferentes, lo que provoca diferencias en las características de los equipos utilizados. En general, el segmento de unidades, debido a que se realizan tratamientos térmicos intensivos, está formado por hornos de alta temperatura para uso industrial.
Clasificación de equipos según el principio de generación de calor
Hoy en día, no existe una forma universal de generar energía térmica que sea igualmente adecuada para diferentes condiciones de funcionamiento. Sin embargo, es posible destacar un pequeño grupo de los siguientes tipos de los hornos más populares utilizados para alta temperatura.calefacción:
- Combustible. El método tradicional de generación de calor, que se genera a partir de energía química al quemar combustibles sólidos, gaseosos y líquidos.
- Electricidad. Un amplio segmento de unidades que son convenientes y seguras de usar. En la categoría de hornos eléctricos de alta temperatura también se destacan modelos más modernos de inducción y arco eléctrico. Una desventaja común de estos equipos es el alto costo de la energía eléctrica, que se gasta en grandes cantidades.
- Autógeno. Los hornos de este tipo funcionan debido a las reacciones de combustión y oxidación de los elementos contenidos en las piezas que se procesan. Por ejemplo, durante el soplado de hierro líquido con oxígeno, el carbono se oxida con liberación de calor natural. Es evidente que el uso de hornos autógenos es económicamente beneficioso, ya que prácticamente no se requieren pilas de combustible adicionales, pero no todas las instalaciones productivas prevén normalmente procesos tecnológicos con oxidación y combustión. Por regla general, esto se aplica a las áreas de procesamiento metalúrgico de metales y aleaciones.
Hornos de cámara
Este es uno de los diseños de unidades de alta temperatura más comunes, diseñado para proporcionar un efecto térmico con calentamiento rápido al nivel deseado. Para mantener la distribución uniforme de la energía térmica en la producción, se utilizan adicionalmente gases especiales y medios oxidantes. El modo de calentamiento máximo enLos hornos de cámara de alta temperatura alcanzan los 1800 °C, si hablamos de modelos industriales estándar para la producción metalúrgica. La electricidad suele actuar como fuente de energía: el potencial de potencia varía de 0,5 a 3,5 kW en promedio.
Hornos tubulares
Una variedad de modelos de equipos de hornos de alta temperatura con la posibilidad de suministro direccional de flujos de calor. El diseño proporciona calefacción y bloques separados, cuya mecánica giratoria le permite trabajar en diferentes ángulos, según los requisitos actuales. Algunos modelos de hornos tubulares de alta temperatura están equipados con un reactor de cuarzo con cabezales estancos al gas. Esta solución de diseño proporciona el efecto de doble combustión de gases, lo que también crea condiciones para minimizar los recursos de combustible iniciales. Como emisores de calor se suelen utilizar módulos termoaislantes de tipo seccional, que proporcionan calefacción hasta 1200 °C.
Características de los hornos de mufla
Para una operación eficiente en ambientes agresivos, que a menudo ocurre en el procesamiento industrial de materias primas, se utilizan varios tipos de hornos de mufla. Se pueden utilizar con impacto directo en la estructura de gases, polvo, vapor, agua y otros productos de desecho. Las tareas de aislamiento se resuelven con materiales especiales resistentes al calor. Para hornos de alta temperatura que funcionan en el rango de temperatura de 1150 °C a 1300 °C, en particular, se utilizan elementos cerámicos que nosolo protege la cámara de combustión de influencias externas negativas, sino que también contribuye a una distribución uniforme del calor desde el exterior. El diseño también puede incluir tuberías de apoyo especiales, a través de las cuales se irradia calor a propósito a lo largo de ciertos contornos y por períodos cortos de tiempo.
Hornos de fusión
Por regla general, se trata de unidades con una pequeña cámara de calentamiento diseñadas para el mantenimiento de piezas de trabajo compactas. Los materiales objetivo para el procesamiento en dichos hornos incluyen metales no ferrosos que requieren condiciones especiales de exposición térmica. También existen líneas especiales de modelos para realizar operaciones en el laboratorio, provistos de una cubeta de colada con posibilidad de dosificación precisa de la masa fundida. Los poderes caloríficos medios en este tipo de hornos de alta temperatura oscilan entre los 1000 °C y los 1500 °C con posibilidad de regulación fina. Algunas modificaciones de las unidades de disparo también pertenecen a esta variedad.
Características principales de las estufas
Incluso dentro del mismo tipo de horno industrial de alta temperatura, los parámetros operativos pueden variar ampliamente. Los indicadores promedio, con los que trabajan con mayor frecuencia las grandes empresas manufactureras, se pueden representar de la siguiente manera:
- Potencia de la unidad - de 0,2 a 5-7 kW.
- Rango de temperatura: de 300 a 2400 °C y más.
- El volumen de la cámara de trabajo de los hornos de alta temperatura es de 2,5 a 20 dm3.
- Peso de diseño - de 2 a 100 kg.
- Voltaje - de uso comúnredes trifásicas para 380 V.
Organización del flujo de trabajo
La instalación del equipo se lleva a cabo de forma estacionaria, lo que a veces requiere una base preliminar en forma de solera de cemento resistente al calor. Los equipos tecnológicos y de comunicación necesarios para el suministro de espacios en blanco se llevan al horno. Algunos componentes de software de ingeniería están incluidos en el paquete básico. Por ejemplo, el sistema de refrigeración suele implementarse mediante un ventilador. Los hornos refrigerados por agua a alta temperatura están equipados con una bomba de circulación de capacidad adecuada, que está integrada en la infraestructura local de suministro de agua. Hoy en día, la gestión en casi todas las unidades de calefacción industrial está a cargo de programadores con sensores y controladores de parámetros operativos. Los termostatos se pueden integrar en los sistemas de control central de la empresa, lo que le permite monitorear de manera integral el rendimiento del equipo en el contexto general del proceso de producción, teniendo en cuenta las características de las operaciones tecnológicas paralelas.
Conclusión
El ámbito principal de este equipo es la metalurgia, así como ciertas ramas de la industria química y alimentaria. Pero incluso dentro del marco de tales industrias, los procesos de acción térmica son heterogéneos. A medida que las tecnologías de procesamiento se vuelven más complejas, también cambia el enfoque para organizar las operaciones de tratamiento térmico. Además, los requisitos para la estructuraejecución de hornos de alta temperatura. Los materiales para tales equipos hoy en día están representados no solo por aceros para herramientas, sino también por cerámicas resistentes al calor, lo que hace que las estructuras sean más fáciles y prácticas de mantener. Los enfoques de la gestión de los hornos también están cambiando. La introducción de la misma automatización con módulos programables aumenta la eficiencia del control del flujo de trabajo y, al mismo tiempo, aumenta la vida operativa del equipo y reduce los costos de energía debido al control equilibrado.
