Horno industrial: la historia del desarrollo del horno industrial
La creación y el desarrollo de hornos industriales juegan un papel muy importante en la mejora de la humanidad. En la dinastía Shang, China tenía un horno de fundición de cobre relativamente completo, con una temperatura del horno de 1200 ° C y un diámetro interior de 0,8 metros. Durante el período de los Reinos Combatientes, las personas comprendieron aún más la tecnología de la temperatura del horno en la base del horno de fusión de cobre, produciendo así hierro fundido.
En 1794, una cúpula recta de fundición de hierro fundido surgió en el mundo. Más tarde, en 1864, el francés Martin utilizó el principio del horno de almacenamiento de calor del británico Siemens para construir el primer horno abierto de fabricación de acero calentado con combustible gaseoso. Utilizó la cámara de almacenamiento de calor para precalentar el aire y el gas a alta temperatura, asegurando así la temperatura por encima de 1600 ° C requerida para la fabricación de acero. Alrededor de 1900, el suministro de energía eléctrica fue gradualmente suficiente, y se utilizaron varios hornos de resistencia, hornos de arco eléctrico y hornos de inducción de núcleo.
En la década de 1950, los hornos de inducción sin núcleo se desarrollaron rápidamente. Más tarde, se creó un horno de haz de electrones, que utiliza haces de electrones para impactar el combustible sólido, lo que puede mejorar el calentamiento de la superficie y fundir materiales de alto punto de fusión.
El horno utilizado para la fundición y el calentamiento fue originalmente un horno de forja manual. Su espacio de trabajo es una ranura cóncava. La ranura se llena con carbón. El aire de combustión se alimenta desde la parte inferior de la ranura y la pieza de trabajo se entierra en el carbón para calentar. La eficiencia térmica de este tipo de horno es muy baja, la calidad de calentamiento no es buena y solo puede calentar pequeñas piezas de trabajo. Más tarde, se convertirá en un horno de cámara semibloqueado o completamente bloqueado hecho de ladrillos refractarios. Puede usar carbón, gas o aceite como combustible. La electricidad también se puede utilizar como fuente de calor y la pieza de trabajo se calienta en el horno.
Para facilitar el calentamiento de piezas de trabajo grandes, se ha creado un horno tipo carro adecuado para calentar lingotes de acero y palanquillas de acero grandes, y se ha creado un horno de pozo para calentar barras largas. Después de la década de 1920, han surgido varios tipos de hornos mecanizados y automatizados que pueden mejorar la tasa de producción de hornos y mejorar las condiciones laborales.
El combustible de los hornos industriales también ha seguido el desarrollo de los recursos de combustible y la mejora de la tecnología de conversión de combustible, y el uso de combustibles sólidos como carbón en trozos, coque y carbón pulverizado se ha cambiado gradualmente a gas productor, gas urbano, gas natural, diesel, fuel oil y otros gases. Combustible líquido, también se han desarrollado diversos dispositivos de combustión adaptados al combustible utilizado.
La estructura del horno industrial, el proceso de calentamiento, el control de temperatura y la atmósfera del horno afectarán directamente la calidad del producto después del procesamiento. En el horno de calentamiento de fundición, mejorar la temperatura de calentamiento del metal puede reducir la resistencia a la deformación, pero una temperatura demasiado alta hará que los granos crezcan, se oxiden o se quemen, lo que afectará gravemente la calidad de la pieza de trabajo. En el proceso de tratamiento térmico, si el acero se calienta a un cierto punto por encima de la temperatura crítica y luego se enfría repentinamente, se puede mejorar la dureza y la resistencia del acero; si se calienta a un cierto punto por debajo de la temperatura crítica y se enfría lentamente, se puede hacer que el acero La dureza se reduce y la tenacidad se mejora.
Para obtener piezas de trabajo con dimensiones precisas y superficie lisa, o para reducir la oxidación de metales para proteger el molde, reducir el margen de procesamiento, etc., se pueden usar varios hornos de calentamiento sin oxidación. En un horno de calentamiento sin oxidación de llama abierta, la combustión incompleta del combustible se utiliza para producir un gas reductor, en el que el calentamiento de la pieza de trabajo puede reducir la tasa de pérdida por oxidación por debajo del 0,3%.
El horno de atmósfera controlable utiliza una atmósfera preparada artificialmente, que se puede utilizar para la carburación de gas, la carbonatación de carbono-nitrógeno, el temple brillante, la ortogena, el recocido y otros tratamientos térmicos en el horno: para lograr el propósito de cambiar la estructura metaloica y mejorar la función mecánica de la pieza de trabajo. En un horno de partículas móvil, el gas de combustión del combustible u otros agentes de flujo aplicados externamente se utilizan para fluir a la fuerza a través de las partículas de grafito u otras capas de partículas inertes en el lecho del horno. La pieza de trabajo está enterrada en la capa de partículas para lograr un calentamiento mejorado y también se puede realizar la carburación., Nitruración y otros calentamientos no oxidantes. En el horno de baño de sal, www.efurnace.cn utiliza solución de sal fundida como medio de calentamiento para evitar la oxidación y descarbonización de la pieza de trabajo.
La fundición de hierro fundido en la cúpula a menudo se ve afectada por la calidad del coque, el método de suministro de aire, las condiciones de la carga y la temperatura del aire, lo que dificulta el proceso de fundición y dificulta la obtención de hierro fundido de alta calidad. La cúpula de aire caliente puede mejorar eficazmente la temperatura del hierro fundido, reducir la quema de aleaciones y reducir la tasa de oxidación del hierro fundido, produciendo así hierro fundido de alta calidad.
Con la aparición del horno de inducción sin núcleo, la cúpula tiende a ser reemplazada gradualmente. El trabajo de fundición de este horno de inducción no está limitado por ningún grado de hierro fundido. Puede pasar de fundir un grado de hierro fundido a fundir otro grado de hierro fundido, lo que conduce a mejorar la calidad del hierro fundido. Algunos aceros aleados especiales, como el acero inoxidable con muy bajo contenido de carbono y el acero para rodillos y rotores de turbinas de vapor, necesitan fundir acero fundido de hornos de arco eléctrico generales o de hogar plano, y remover el gas de argón en el horno de refinación para eliminar las impurezas mediante la desgasificación al vacío y la agitación de argón. Refinar acero fundido de alta calidad con alta pureza y gran capacidad.
El horno de llama tiene una amplia fuente de combustible y un precio bajo, lo que facilita la adopción de diferentes estructuras de acuerdo con las condiciones locales, lo que conduce a reducir el costo de producción. Sin embargo, el horno de llama es difícil de lograr un control preciso, la contaminación ambiental es severa y la eficiencia térmica es baja. El horno eléctrico se caracteriza por una temperatura promedio del horno y un control automático fácil, y una buena calidad de calentamiento. Según el método de conversión de energía, el horno eléctrico se puede dividir en horno de resistencia, horno de inducción y horno de arco eléctrico. La capacidad de calentamiento del horno calculada por unidad de tiempo por unidad de área de fondo se denomina rendimiento del horno. Cuanto más rápida sea la velocidad de calentamiento del horno y mayor sea la capacidad de carga del horno, mayor será el rendimiento del horno. En general, cuanto mayor es el rendimiento del horno, menor es el consumo de calor por kilogramo de material calorífico. Por lo tanto, para reducir el consumo de energía, se debe producir a plena carga, y la tasa de producción del horno debe mejorarse tanto como sea posible. Al mismo tiempo, el dispositivo de combustión debe ajustarse automáticamente a la proporción de combustible y aire de combustión para evitar un exceso o insuficiencia de aire. Además, es necesario reducir el almacenamiento de calor de la pared del horno y la pérdida de disipación de calor, la pérdida de calor de los componentes refrigerados por agua, la pérdida de calor por radiación de varios dientes y la pérdida de calor de los gases de combustión del horno.
La relación entre el calor absorbido por el metal o el material cuando se calienta y el calor suministrado al horno se denomina eficiencia térmica del horno. El horno continuo tiene una mayor eficiencia térmica que el horno de interrupción. Debido a la alta tasa de rendimiento del horno continuo y el funcionamiento ininterrumpido, el sistema de riel térmico del horno está en un estado ininterrumpido y no hay pérdida periódica de almacenamiento de calor en la pared del horno. También se debe a que hay una sección de carga precalentada dentro del horno, el calor residual del departamento de gases de combustión se debe a que hay una sección de precalentamiento dentro del horno, y el calor residual del departamento de gases de combustión es absorbido por la pieza de trabajo fría que ingresa al horno, lo que reduce la temperatura del gas de combustión fuera del horno.
Para mantener constante la temperatura del horno y lograr una velocidad de calentamiento definida, además de determinar una excelente estructura de tipo de horno de acuerdo con los requisitos del proceso, el precalentador y el tipo mecánico del horno, el tipo de dispositivo de combustión y combustible, el método de escape de humo del horno industrial, etc., También es necesario determinar el flujo y la presión del combustible y el aire de combustión, O las variables controlables, como la potencia eléctrica, se ajustan entre sí a través de varias unidades de control para realizar el control automático de la temperatura del horno, la atmósfera del horno o la presión del horno.
El gas es gas licuado, gas natural, gas de horno de coque, gas de ciudad, gas convertidor, gas mixto, gas productor, gas de alto horno, etc.
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