Le traitement à haute température des matériaux est l'une des opérations clés dans de nombreuses industries, où l'exposition thermique est incluse dans la liste des processus technologiques de base. Les conditions d'organisation de cette procédure peuvent être différentes, ce qui entraîne des différences dans les caractéristiques des équipements utilisés. En général, le segment des unités, grâce auquel un traitement thermique intensif est effectué, est constitué de fours à haute température à usage industriel.
Classification des équipements selon le principe de génération de chaleur
Aujourd'hui, il n'existe pas de moyen universel de générer de l'énergie thermique, qui serait également adaptée à différentes conditions de fonctionnement. Cependant, il est possible de distinguer un groupe restreint des types suivants de fours les plus populaires utilisés pour les hautes températureschauffage:
- Carburant. La méthode traditionnelle de production de chaleur, qui est générée à partir de l'énergie chimique en brûlant des combustibles solides, gazeux et liquides.
- Électrique. Un large segment d'unités pratiques et sûres à utiliser. Dans la catégorie des fours électriques à haute température, des modèles à induction et à arc électrique plus modernes se distinguent également. Un inconvénient courant de ces équipements est le coût élevé de l'énergie électrique, qui est dépensée en grande quantité.
- Autogène. Les fours de ce type fonctionnent grâce aux réactions de combustion et d'oxydation des éléments contenus dans les pièces en cours de traitement. Par exemple, au cours du soufflage de fer liquide avec de l'oxygène, le carbone est oxydé avec un dégagement de chaleur naturel. Il est évident que l'utilisation de fours autogènes est économiquement avantageuse, car pratiquement aucune pile à combustible supplémentaire n'est nécessaire, mais toutes les installations de production ne prévoient normalement pas de processus technologiques avec oxydation et combustion. En règle générale, cela s'applique aux domaines de la transformation métallurgique des métaux et alliages.
Fours chambre
Il s'agit de l'une des conceptions d'unités à haute température les plus courantes, conçue pour fournir un effet thermique avec un chauffage rapide au niveau souhaité. Afin de maintenir la répartition uniforme de l'énergie thermique dans la production, des gaz spéciaux et des milieux oxydants sont également utilisés. Le mode de chauffage maximal àles fours à chambre à haute température atteignent 1800 °C, si l'on parle de modèles industriels standard pour la production métallurgique. L'électricité agit généralement comme une source d'énergie - le potentiel de puissance varie de 0,5 à 3,5 kW en moyenne.
Fours tubulaires
Une variété de modèles d'équipements de four à haute température avec possibilité d'alimentation directionnelle des flux de chaleur. La conception prévoit des blocs chauffants et séparés, dont la mécanique rotative permet de travailler sous différents angles, en fonction des besoins actuels. Certains modèles de fours tubulaires à haute température sont équipés d'un réacteur à quartz avec des têtes étanches aux gaz. Cette solution de conception fournit l'effet d'une double combustion des gaz, ce qui crée également des conditions pour minimiser les ressources initiales en carburant. En tant qu'émetteurs de chaleur, des modules isolants chauffants de type sectionnel sont généralement utilisés, fournissant un chauffage jusqu'à 1 200 °C.
Caractéristiques des fours à moufle
Pour un fonctionnement efficace dans des environnements agressifs, ce qui se produit souvent dans le traitement industriel des matières premières, différents types de fours à moufle sont utilisés. Ils peuvent être utilisés avec un impact direct sur la structure des gaz, de la poussière, de la vapeur, de l'eau et d'autres déchets. Les tâches d'isolation sont résolues par des matériaux spéciaux résistants à la chaleur. Pour les fours à haute température fonctionnant dans la plage de température de 1150 °C à 1300 °C, en particulier, des éléments en céramique sont utilisés qui neprotègent uniquement le foyer des influences extérieures négatives, mais contribuent également à une répartition uniforme de la chaleur de l'extérieur. La conception peut également inclure des tuyaux de roulement spéciaux, à travers lesquels la chaleur est rayonnée de manière ciblée le long de certains contours et pendant de courtes périodes de temps.
Fours de fusion
En règle générale, il s'agit d'unités avec une petite chambre de chauffe conçues pour entretenir des pièces compactes. Les matériaux cibles pour le traitement dans de tels fours comprennent les métaux non ferreux qui nécessitent des conditions spéciales d'exposition thermique. Il existe également des lignes spéciales de modèles pour effectuer des opérations en laboratoire, dotés d'un bac de coulée avec la possibilité d'un dosage précis de la masse fondue. Les valeurs calorifiques moyennes dans ce type de fours à haute température vont de 1000 °C à 1500 °C avec possibilité de réglage fin. Certaines modifications des unités de tir appartiennent également à cette variété.
Caractéristiques principales des poêles
Même au sein d'un même type de four industriel à haute température, les paramètres de fonctionnement peuvent varier considérablement. Les indicateurs moyens, avec lesquels les grandes entreprises manufacturières travaillent le plus souvent, peuvent être représentés comme suit:
- Puissance unitaire - de 0,2 à 5-7 kW.
- Plage de température - de 300 à 2400 °C et plus.
- Le volume de la chambre de travail des fours à haute température est de 2,5 à 20 dm3.
- Poids de conception - de 2 à 100 kg.
- Tension - couramment utiliséréseaux triphasés pour 380 V.
Organisation du flux de travail
L'installation des équipements s'effectue de manière stationnaire, nécessitant parfois une fondation préalable sous la forme d'une chape en ciment résistant à la chaleur. Les équipements de communication et technologiques nécessaires à la fourniture des ébauches sont amenés au four. Certains composants logiciels d'ingénierie sont inclus dans le package de base. Par exemple, le système de refroidissement est souvent mis en œuvre à l'aide d'un ventilateur. Les fours refroidis à l'eau à haute température sont équipés d'une pompe de circulation de capacité appropriée, qui est intégrée à l'infrastructure locale d'approvisionnement en eau. La gestion aujourd'hui dans presque toutes les unités de chauffage industrielles est assurée par des programmeurs avec des capteurs et des contrôleurs de paramètres de fonctionnement. Les thermostats peuvent être intégrés dans les systèmes de contrôle centraux de l'entreprise, ce qui vous permet de surveiller de manière exhaustive les performances des équipements dans le contexte global du processus de production, en tenant compte des caractéristiques des opérations technologiques parallèles.
Conclusion
Le champ d'application principal de ces équipements est la métallurgie, ainsi que certaines branches des industries chimiques et alimentaires. Mais même dans le cadre de telles industries, les processus d'action thermique sont hétérogènes. À mesure que les technologies de traitement deviennent plus complexes, l'approche de l'organisation des opérations de traitement thermique change également. En outre, les exigences en matière de structureréalisation de fours à haute température. Les matériaux pour de tels équipements sont aujourd'hui représentés non seulement par des aciers à outils, mais également par des céramiques résistantes à la chaleur, ce qui rend les structures plus faciles et plus pratiques à entretenir. Les approches de la gestion des fours évoluent également. L'introduction de la même automatisation avec des modules programmables augmente l'efficacité du contrôle du flux de travail, et en même temps augmente la durée de vie opérationnelle de l'équipement et réduit les coûts énergétiques grâce à un contrôle équilibré.
