Dövme fırını, herhangi bir dövme atölyesinin ön saflarında yer alan ekipmandır. Soğuk kütükleri veya çubukları alır ve bunları tam olarak doğru sıcaklıkta (çelik dövme için tipik olarak 1150-1250°C) her 30 ila 90 saniyede bir, tüm gün boyunca, her gün boşaltır. Güvenilirlik ve sıcaklık homojenliği olmazsa olmazdır: Ayar noktasından 30°C sapan bir fırın, bir günlük üretimi mahvedebilir ve arızalanan bir fırın, presi veya çekiçi durdurarak dövme ekibini eve gönderir.
MONTE INTELLIGENCE, Asya ve Orta Doğu'daki dövme işletmelerine hem partili (tekerlekli ocaklı) hem de sürekli (itici, yürüyen kirişli, döner ocaklı) gaz yakıtlı dövme fırınları tedarik etmektedir. Bu makale, dövme fırını performansını belirleyen tasarım ve işletme faktörlerini ele almaktadır.
Çelik için dövme sıcaklığı, metalin yumuşadığı ve daha düşük kuvvetlerle şekillendirilebildiği yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerinde, sıcak işleme aralığındadır. Orta karbonlu ve alaşımlı çelikler için dövme sıcaklığı aralığı tipik olarak 1150-1250°C'dir. Üst sınır, tane sınırlarının erimeye başladığı sıcaklık olan yanma sıcaklığı (birçok çelik için yaklaşık 1250-1300°C) ve sıcaklıkla üstel olarak artan pul oluşum hızı tarafından belirlenir. Alt sınır ise gerekli dövme kuvveti ve iş parçasında çatlama riski tarafından belirlenir.
Dövme fırınındaki sıcaklık homojenliği, dövme işlemi sırasında metal akışının homojenliğini belirler. Bir ucu 1200°C, diğer ucu 1150°C olan bir kütük, her iki ucunda farklı şekilde akacak ve bu da kalıp dolum sorunlarına, boyut farklılıklarına veya daha soğuk uçta çatlamaya neden olabilir. Dövme fırını sıcaklık homojenliği için standart gereklilik ±14°C (AMS 2750'ye göre Sınıf 5) ile ±28°C (Sınıf 6) arasındadır; bu, ısıl işlem homojenliği gerekliliklerinden daha gevşektir çünkü sonraki dövme işlemi metali yeniden dağıtır ve küçük sıcaklık değişimleri ortalama alınarak dengelenir.
Dövme işlemi için ısıtma hızı, verimlilik ile iş parçasında oluşabilecek termal gerilme çatlaması riski arasında bir denge kurmalıdır. Ortam sıcaklığından dakikada 100°C hızla ısıtılan 200 mm çapındaki bir takım çeliği kütüğü, sıcak yüzey ile soğuk çekirdek arasındaki termal gerilmeden dolayı çatlayabilir. Maksimum güvenli ısıtma hızı, çelik kalitesine, kesit alanına ve başlangıç sıcaklığına bağlıdır. Yüksek karbonlu ve yüksek alaşımlı çelikler, düz karbonlu çeliklere göre daha yavaş ısıtma hızları gerektirir. Kışın soğuk kütükler (0°C'den başlayarak), sıcak bir alanda depolanarak önceden ısıtılmış kütüklerden daha yavaş ısıtma gerektirir.
Dövme fırınında ısıtma sırasında çelik yüzeyinin oksitlenmesine kireç oluşumu denir. Demir oksit (FeO, Fe3O4, Fe2O3) adı verilen kireç tabakası, malzeme kaybını (tipik olarak kütük ağırlığının %1-3'ü), kalıp aşınmasını hızlandıran bir etkeni (kireç aşındırıcıdır ve dövme kalıbı yüzeylerini temiz metalden daha hızlı aşındırır) ve yüzey kalitesi sorununu (dövme yüzeyine gömülü kireç daha fazla işleme payı gerektirir) temsil eder.
Kireç oluşum hızı esas olarak sıcaklık ve zamana bağlıdır. 1200°C'de, havada bulunan bir karbon çelik kütüğünde 15 dakika içinde yaklaşık 0,1 mm kireç oluşur. 60 dakika sonra, kireç kalınlığı 0,3-0,5 mm olabilir. Üstel sıcaklık bağımlılığı, fırın sıcaklığındaki 50°C'lik bir artışın kireç oluşum hızını iki katına çıkarabileceği anlamına gelir. Bu, hassas sıcaklık kontrolünün enerji tasarrufunun ötesinde ekonomik değere sahip olmasının nedenlerinden biridir; doğrudan kireç nedeniyle malzeme kaybını azaltır.
İndirgenmiş atmosferde çalışma — gazın stokiyometrik miktardan daha az hava ile yakılması ve yanma ürünlerinde CO ve H2 üretilmesi — kireç oluşumunu azaltabilir. CO ve H2, demir oksitlerle reaksiyona girerek onları tekrar metalik demire indirger. Bununla birlikte, yakıtça zengin çalışma kurum oluşumuna, CO emisyonlarının artmasına ve güvenlik endişesi yaratmasına (baca sisteminde yanıcı gazlar) neden olur. Bazı dövme fırınlarında kireci kontrol etmek için, stokiyometrik havanın %5-10 altında, genellikle "indirgenmiş alev" olarak adlandırılan, orta derecede yakıtça zengin bir durum kullanılır, ancak bu durum dikkatli brülör ayarı ve baca gazı izlemesi gerektirir.
Sürekli dövme fırınının verimliliği, fırının ısıtılan uzunluğuna, kütük boyutuna ve gerekli ısıtma süresine bağlıdır. Çelik kütükler için ısıtma süresi, kesit alanından tahmin edilebilir: 1200°C'de iyi karıştırılmış bir gaz fırınında ısıtılan yuvarlak kütükler için çapın her 25 mm'si için yaklaşık 5-6 dakika. 100 mm çapındaki bir kütüğün homojen dövme sıcaklığına ulaşması yaklaşık 22-25 dakika sürer. 6 metrelik bir fırın ısıtma uzunluğu ve ocak üzerinde 200 mm'lik kütük aralığı ile fırın yaklaşık 30 kütük tutar ve kütük başına 25 dakika ısıtma süresiyle verimlilik saatte 30 / 25 × 60 = 72 kütük olur.
Fırın atmosferi sirkülasyonu – sıcak yanma gazlarının kütükler etrafındaki hareketi – konvektif ısı transferinin mekanizmasıdır. Sıcak bir fırında doğal konveksiyon bir miktar sirkülasyon sağlar, ancak yüksek verimde homojen ısıtma için devridaim fanları gereklidir. Genellikle fırın tavanına veya yan duvarlarına monte edilen fanlar, sıcak gazları fırın haznesinden çeker ve yüksek hızda tekrar hazneye boşaltarak, kütüklerin tüm yüzeylerini homojen bir şekilde ısıtan karıştırılmış bir ortam oluşturur.
MONTE INTELLIGENCE dövme fırınları, sağlam refrakter astarı, endüstriyel sınıf brülörleri ve dövme işlemlerinin gerektirdiği termal döngüye göre yapılandırılmış kontrol sistemleriyle 7/24 çalışma için tasarlanmıştır.
Üretim gereksinimlerinize uygun bir dövme fırını teklifi için helenxu@cnlymonte.com adresinden iletişime geçin.
