Piec wsadowy z wózkiem o zmiennej pojemności to przemysłowe urządzenie grzewcze typu wsadowego z elastycznie regulowaną objętością komory pieca. Jego główną cechą jest umożliwienie załadunku i rozładunku obrabianych przedmiotów za pomocą ruchomego wózka, w połączeniu z odłączaną/teleskopową konstrukcją pieca (taką jak ruchome drzwi pieca i segmentowe ściany pieca), aby dostosować się do potrzeb grzewczych przedmiotów o różnych rozmiarach i partiach. Jest szeroko stosowany w obróbce cieplnej metali (np. wyżarzanie, hartowanie, normalizacja), nagrzewaniu do kucia i obróbce starzeniowej odlewów, a w szczególności nadaje się do scenariuszy produkcyjnych „wielu odmian, małych partii” małych i średnich przedsiębiorstw produkcyjnych.
Tradycyjne piece wsadowe z wózkiem mają stałą objętość komory, co często prowadzi do problemu „używania dużego pieca do małych przedmiotów” podczas nagrzewania małych przedmiotów – skutkuje to niskim wykorzystaniem przestrzeni wewnątrz pieca i poważnymi stratami ciepła (zużycie energii może być o 30% lub więcej). Piec wsadowy z wózkiem o zmiennej pojemności osiąga regulację objętości poprzez następujące konstrukcje:
- Segmentowe ściany pieca/ruchome moduły izolacyjne: Ściany boczne lub górna część pieca są wyposażone w odłączane/przesuwne moduły izolacyjne (np. lekkie płyty z włókien ogniotrwałych), które mogą zmniejszyć nieefektywną przestrzeń wewnątrz pieca w zależności od wysokości i szerokości obrabianego przedmiotu (np. zmniejszenie komory pieca o 10 m³ do 5 m³);
- Podnoszony strop pieca/ściany boczne: Niektóre modele z wyższej półki regulują wysokość stropu pieca i rozstaw ścian bocznych za pomocą urządzeń hydraulicznych lub elektrycznych, aby dostosować się do potrzeb grzewczych przedmiotów o długiej osi i części o specjalnych kształtach (np. wrzeciona obrabiarek, duże koła zębate);
- Niezależna kontrola temperatury w wielu strefach: Komora pieca jest podzielona na wiele stref grzewczych (np. lewa, środkowa, prawa). Aktywowany jest tylko system grzewczy w strefie, w której znajduje się obrabiany przedmiot, podczas gdy nieużywane strefy są utrzymywane w niskiej temperaturze lub wyłączane, aby dodatkowo zmniejszyć zużycie energii.
- Ruchomy wózek: Wózek transportuje obrabiany przedmiot do i z pieca wzdłuż szyn, eliminując potrzebę ręcznego przenoszenia. Jest to szczególnie odpowiednie dla ciężkich przedmiotów o wadze ponad 10 ton (np. części ze stali kutej, połączenia ze stali lanej); stół wózka jest wyłożony cegłami ogniotrwałymi lub materiałami izolacyjnymi odpornymi na wysokie temperatury, aby uniknąć miejscowego przegrzania spowodowanego bezpośrednim kontaktem obrabianego przedmiotu z wózkiem;
- Uszczelnienie i pozycjonowanie: Połączenie między wózkiem a korpusem pieca przyjmuje „uszczelnienie labiryntowe” lub „pneumatyczny pasek uszczelniający”, aby zmniejszyć straty ciepła; wózek jest dokładnie wyrównany z korpusem pieca za pomocą kołków pozycjonujących, aby zapewnić równomierne ogrzewanie.
W oparciu o konstrukcję tradycyjnych pieców wsadowych z wózkiem, piec wsadowy z wózkiem o zmiennej pojemności ulepsza konstrukcje „regulacji objętości” i „izolacji uszczelniającej”, obejmując głównie następujące elementy:
Przy wyborze modelu należy skupić się na parametrach związanych z „wymaganiami procesowymi” i „efektami oszczędności energii”:
- Zakres temperatur: Konwencjonalne modele wahają się od 300℃ do 1200℃ (odpowiednie do obróbki cieplnej części stalowych i żeliwnych), podczas gdy modele wysokotemperaturowe mogą osiągnąć do 1600℃ (odpowiednie do nagrzewania superstopów i części ceramicznych);
- Zakres regulacji objętości: Na przykład „5~15m³”, co oznacza, że minimalną objętość można zmniejszyć do 5m³, a maksymalną zwiększyć do 15m³. Musi pasować do zakresu rozmiarów obrabianych przedmiotów powszechnie przetwarzanych przez przedsiębiorstwo;
- Moc grzewcza i zużycie energii: Biorąc za przykład komorę pieca o pojemności 10 m³, moc wynosi zwykle 50~100 kW. Konstrukcja o zmiennej pojemności może zmniejszyć zużycie energii o 20%~40% w warunkach pracy o małej objętości;
- Nośność wózka: Konwencjonalna pojemność waha się od 5 do 50 ton, a modele do dużych obciążeń mogą osiągnąć ponad 100 ton. Należy go wybrać zgodnie z maksymalną wagą obrabianego przedmiotu;
- Dokładność i jednorodność regulacji temperatury: Dokładność regulacji temperatury wynosi ±3~±5℃, a jednorodność temperatury wewnątrz pieca wynosi ≤±10℃ (zgodnie z normą GB/T 9452), aby zapewnić brak lokalnych różnic temperatur w ogrzewaniu obrabianego przedmiotu.
- Przemysł produkcji maszyn:
- Wstępne nagrzewanie i normalizacja małych i średnich odkuwek (np. kołnierzy, wałów);
- Wyżarzanie i hartowanie-odpuszczanie części obrabiarek (np. kół zębatych, śrub pociągowych). Konstrukcja o zmiennej pojemności dostosowuje się do ogrzewania partii części o różnych specyfikacjach;
- Przemysł części samochodowych:
- Wyżarzanie odprężające części spawanych, takich jak obudowy tylnych osi samochodowych i wały napędowe. Objętość pieca można regulować w zależności od partii zamówienia, aby uniknąć zużycia energii bez obciążenia;
- Przemysł narzędziowy:
- Hartowanie narzędzi, takich jak klucze i szczypce. Komora pieca jest zmniejszana podczas produkcji małych partii, aby obniżyć zużycie energii na obrabiany przedmiot;
- Przemysł materiałów specjalnych:
- Obróbka cieplna małych partii próbek superstopów. Połączenie kontroli temperatury w wielu strefach i zmiennej pojemności zapewnia równomierne ogrzewanie próbek.
-
Specyfikacje operacyjne dotyczące regulacji objętości:
- Przed regulacją ruchomych modułów izolacyjnych lub wymiarów pieca należy upewnić się, że temperatura wewnątrz pieca spadnie poniżej 200℃, aby uniknąć uszkodzenia materiałów izolacyjnych lub oparzeń spowodowanych operacjami w wysokiej temperaturze;
- Po regulacji sprawdź stan uszczelnienia korpusu pieca (np. za pomocą testu dymnego na szczeliny uszczelniające), aby zapobiec wyciekowi ciepła wpływającemu na wydajność ogrzewania.
-
Konserwacja wózka i uszczelnienia:
- Po każdym ruchu wózka należy oczyścić zanieczyszczenia (np. kamień, skrawki) na połączeniu między wózkiem a korpusem pieca i regularnie wymieniać paski uszczelniające (zalecana jest kontrola co 6 miesięcy);
- Szyny wózka wymagają regularnego smarowania (z użyciem smaru wysokotemperaturowego), aby zapobiec zużyciu szyn powodującemu odchylenia pozycjonowania wózka.
-
Konserwacja elementów grzejnych:
- Regularnie sprawdzaj, czy elementy grzejne (np. druty oporowe) są uszkodzone lub zdeformowane i natychmiast je wymieniaj, jeśli zostaną znalezione problemy, aby uniknąć nierównomiernego nagrzewania lokalnego;
- W przypadku systemów grzewczych w wielu strefach należy regularnie kalibrować regulatory temperatury każdej strefy, aby zapewnić zgodność dokładności temperatury ze standardami.
-
Ochrona bezpieczeństwa:
- Zachowaj bezpieczną odległość (≥1,5 m) wokół korpusu pieca i zabroń układania materiałów łatwopalnych;
- Wyposaż urządzenia zabezpieczające, takie jak alarmy przegrzania i awaryjne zatrzymanie niewspółosiowości wózka, i regularnie testuj ich skuteczność.
- Inteligentna regulacja: Wprowadź algorytmy AI, aby automatycznie obliczać optymalną objętość pieca i krzywą grzewczą w oparciu o rozmiar i materiał obrabianego przedmiotu, redukując operacje ręczne; realizuj zdalne monitorowanie temperatury pieca i stanu wózka za pośrednictwem Internetu Rzeczy (IoT), aby poprawić wydajność eksploatacji i konserwacji;
- Optymalizacja technologii oszczędzania energii:
- Zastosuj „regeneracyjny system spalania” (dla pieców opalanych gazem) lub „wysokowydajne elementy grzejne oporowe” w połączeniu z konstrukcją o zmiennej pojemności, aby dodatkowo zmniejszyć zużycie energii;
- Odzyskiwanie i wykorzystanie ciepła odpadowego: Odzyskaj ciepło rozpraszane z korpusu pieca do ogrzewania warsztatu lub wstępnego nagrzewania obrabianego przedmiotu, aby poprawić efektywność energetyczną;
- Ulepszenia ochrony środowiska: W przypadku pieców opalanych gazem dodaj urządzenia do obróbki tlenków azotu (NOₓ), aby spełnić standardy ultra-niskiej emisji; gazy odpadowe wewnątrz pieca (np. lotne związki odtłuszczające) są odprowadzane po adsorpcji przez węgiel aktywny, aby zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska.
Podsumowując, dzięki głównym zaletom „elastycznej adaptacji i oszczędności energii”, piec wsadowy z wózkiem o zmiennej pojemności rozwiązuje problemy „dużego pieca do małego użytku i wysokiego zużycia energii” tradycyjnych pieców wsadowych z wózkiem o stałej objętości. Jest to idealne urządzenie grzewcze dla małych i średnich przedsiębiorstw produkcyjnych, aby osiągnąć „elastyczną produkcję” i „kontrolę kosztów”.