ساخت کوره صنعتی الکتریکی چگونه انجام میشود ؟

در حالی که مردم تصور می‌کنند ساخت کوره صنعتی گازسوز قیمت کمتری نسبت به کوره برقی دارند، اما ساخت کوره صنعتی الکتریکی در واقع می‌تواند ارزان‌تر و کارآمدتر باشد. امروزه یکی از کارآمدترین روش‌ها برای گرم کردن کوره های صنعتی، استفاده از انرژی الکتریکی نامرئی و مادون قرمز است که نیازی به گرم کردن کل کوره ندارد و فاقد فن، دمنده یا قطعات متحرک است، بنابراین کاملاً بی‌صدا است. انرژی مادون قرمز در طیف الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود و زمانی که محصول نور را جذب می‌کند، گرما ایجاد می‌کند، زیرا نوری که زیر طیف نور مرئی است نامرئی است. بی شک یکی از مهمترین و کارآمدترین دستگاه ها در مهندسی متالورژی کوره است. اگر قصد دارید کوره صنعتی الکتریکی خود را بسازید، طراحی المنت های حرارتی کوره مهمترین مرحله است. حتی اگر بخواهید المنت های حرارتی آماده را بخرید، درک مناسبی از اصول طراحی المنت بسیار سودمند خواهد بود. در این پست با ما همراه شوید تا اطلاعات بسیار مفیدی را در زمینه طراحی المنت در اختیار شما بگذاریم. در این پست ابتدا انواع المنت های حرارتی موجود در بازار را معرفی می کنیم، سپس به توزیع حرارتی در کوره می پردازیم و در نهایت مقدمه ای بر طراحی المنت های سیمی فنری بیان می کنیم.

 کارآمدترین شکل حرارت کوره صنعتی چیست؟

حدود 100 سال است که از گاز طبیعی برای گرم کردن کوره های صنعتی استفاده می شود. به طور سنتی، هوا را در یک مشعل قرار می دادند و با فن یا دمنده به انتهای دیگر اجاق می بردند. هوای گرم اطراف محصول را به هر اندازه یا شکلی احاطه کرده بود که در نهایت تا دمای متوسط ​​فر گرم شد . گاز با هوای گرم شده و گردشی، که به عنوان همرفت شناخته می شود، برای گرم کردن سریع کل اجاق گاز و برای گرم کردن محصولات با شکل نامنظم، به ویژه در دسته ها، خوب است، زیرا هوا وارد گوشه ها و سوراخ های آن می شود. اما انرژی زیادی از طریق گرم کردن کل اجاق، از هوای گرم خارج شده از جلو یا پشت اجاق، و از راه اندازی فن ها یا دمنده های آن تلف می شود. حتی با مشعل‌های تعدیل‌کننده، گرمایش با گاز که یک فرآیند همه‌کاره میباشد ناکارآمد است، زیرا گرم کردن کل کوره صنعتی حتی برای قطعات کوچک مورد نیاز است.

اگر کوره صنعتی ناکارآمد یا ضعیف باشد، چه باید کرد ؟

هنگامی که یک کوره صنعتی الکتریکی عمر مفید خود را پشت سر می گذارد، کارایی خود را از دست می دهد که می تواند هزینه را افزایش دهد، تولید را به تاخیر بیاندازد یا کیفیت محصول را به خطر بیندازد. اما قبل از تعویض کل فر با یک واحد جدید، ابتدا در نظر بگیرید که آیا بازسازی یا ارتقاء فر کارساز است یا خیر. گاهی اوقات تعمیرات می تواند به سادگی نصب قطعات جایگزین مورد نیاز مانند عایق های با دمای بالا، بلوک های ترمینال چینی، کنترل های حرارتی یا عناصر گرمایشی باشد. حتی زمانی که تعمیر گسترده تر باشد، راه حل می تواند به طور قابل توجهی ارزان تر از خرید یک اجاق گاز جدید باشد. برزین مهر عرشیا می‌گوید: «به‌روزرسانی کوره های صنعتی یا عناصر گرمایشی اغلب می‌تواند عملکرد کوره را به مشخصات اصلی آن افزایش دهد یا حتی آنها را بهبود بخشد. ارتقاء از یک فناوری قدیمی تر مانند همرفت گاز به یک فناوری مدرن مانند مادون قرمز الکتریکی نیز امکان پذیر است. هنگامی که تعمیر، مقاوم‌سازی یا به‌روزرسانی یک کوره صنعتی الکتریکی مقرون‌به‌صرفه نیست، زمان خرید کوره جدید فرا رسیده است. 

از پرکاربدترین المنت ها می توان موارد زیر را نام برد:

المنت های غلاف فلزی، مانند آنچه در آون های (بخاری های) خانگی استفاده می شود، المنت های سیمی فنری باز، معمولا برای کوره های سفالگری و شیشه گری استفاده می شود (اغلب کوره های آزمایشکاهی مورد استفاده تا دمای 1200 درجه سانتیگراد در دانشگاه ها و صنعت از این نوع است)، سیم ها و تسمه های کلفت، بیشتر برای کاربردهای عملیات حرارتی صنعتی استفاده می شود، میله های سیلیکون کاربید و المنت های مولیبدن دی سیلیساید، که برای ذوب شیشه و سرامیک های دما بالا مورد استفاده قرار می گیرد. دیگر المنت مهم مورد استفاده در صنعت برای دماهای بالا گرافیت است که تا دماهای بالاتر از 3000 درجه سانتیگراد قابل استفاده می باشد. مولیبدن، پلاتین، تانتالیم، و تنگستن از المنت های فلزی خالص می باشند که دارای اهمیت صنعتی می باشند.

ملزومات اولیه برای مواد مورد استفاده به عنوان المنت های حرارتی دمای ذوب بالا، مقاومت الکتریکی بالا، مقاومت به اکسیداسیون بالا، نداشتن عناصر فرار و مقاومت به آلودگی ها است. البته هر المنت دارای شرایط کاری خاص خود است. به عنوان مثال گرافیت را نمی توان در اتمسفر هوا به کار برد.

المنت های سیمی کنتال 

 این المنت ها از جنس آلیاژ آهن-کروم-آلومینیوم است و تا دمای 1400 درجه سانتیگراد قابل استفاده است در بازار داخل این المنت ها هم به صورت سیم و هم به صورت فنر قابل تهیه است. دیگر المنت این گروه نیکل-کروم است که حداکثر دمای کاری 1200 درجه سانتیگراد دارند. المنت نیکل-کروم دارای این مزیت است که در هنگام حرارت دیدن تغییرحالت نمی دهد. اما المنت کنتال باید در هنگام حرارت دیدن کاملا حمایت شود زیرا این المنت های با حرارت دیدن خواص مکانیکی کاهش پیدا می کند. اغلب در دیواره کوره، شیارهایی جهت حمایت از المنت گذاشته میشود  و المنت، درون آن شیارها قرار می گیرد. المنت ها را می توان درون لوله های شیشه ای و یا روی لوله های سرامیکی نیز قرار داد، این منجر به بهبود تشعشع حرارتی می شود و البته به طور چشمگیری به قیمت کوره می افزاید. المنت های کنتال همچنین در اثر حرارت دیدن ترد نیز می شوند و لذا باید با احتیاط حمل شوند. کنتال مغناطیس است ولی نیکل-کروم مغناطیس نیست. المنت های فنری به دلیل راحتی در ساخت اغلب می توان به وسیله خود شخص ساخته شود و البته قابل خرید نیز می باشد.

المنت های غلاف فلزی

المنت های غلاف فلزی در گستره دمایی 400 تا 870 درجه سانتیگراد قابل استفاده است (این دمای المنت است و دمای کاری کوره کمتر از این خواهد بود). برای این المنت ها طراحی با توجه به توان مورد نیاز مشابه با المنت های فنری باز است، اما فرآیند ساخت آنها بسیار پیچیده تر است. فنر از سیمی با قطر بسیار کوچک ساخته شده است که درون پودر اکسید معدنی فرو رفته و این مجموعه خود درون یک غلاف فلزی قرار دارد. این مجموعه سپس به منظور فشرده کردن اکسید و جلوگیری از تماس فنر با غلاف بیرونی تا یک قطر کوچک تر نورد می شود. این مجموعه سپس به شکل دلخواه تغییر شکل داده می شود.