Horno de Carbonización de Grafito de Fieltro Duro en Atmósfera Protectora: Solución de Tratamiento Térmico de Precisión de Ahorro de Energía
El horno de carbonización de grafito de fieltro duro en atmósfera protectora de nueva generación de nuestra empresa es un horno de operación periódica de ahorro de energía estándar nacional. Adoptando un diseño estructural ultra-eficiente energéticamente, reduce el consumo de energía en un 20% ~ 30% en comparación con equipos tradicionales. Diseñado específicamente para el proceso de calentamiento y sinterización de productos de fieltro duro de grafito, este horno integra tecnología avanzada de aislamiento térmico, sistema de control inteligente y función confiable de gestión de atmósfera, lo que lo convierte en una opción ideal para el procesamiento de fieltro de grafito de alta calidad en el campo industrial.
I. Composición del Equipo
Este horno de carbonización de grafito de fieltro duro en atmósfera protectora de alta temperatura consta principalmente de los siguientes componentes principales:
- Cuerpo del horno y revestimiento completo de fibra.
- Elementos calefactores y tanque de muffle corrugado.
- Base interna del tanque y sistema de admisión/escape de aire.
- Cubierta del horno y sistema de elevación y rotación de la cubierta del horno.
- Sistema de suministro y escape de aire de enfriamiento rápido.
- Sistema de control de instrumentos de pantalla táctil.
- Dispositivo de eliminación de polvo de protección ambiental (a ser proporcionado por el comprador).
- Sistema de sellado de la boca del horno.
II. Diseño del Proceso y Ventajas Técnicas
1. Cuerpo del Horno
La estructura del cuerpo del horno es similar a la de un horno eléctrico estándar tipo pozo. La carcasa exterior está soldada con placas de acero A3 y perfiles de acero, y el panel del horno está hecho de placa de acero de 14 mm de espesor, que está conectada de forma fija a la carcasa del horno mediante pernos. La carcasa del horno adopta un diseño combinado de cabeza y placa de acero, con soportes de resorte móviles instalados en la parte inferior para adaptarse a la expansión térmica del tanque de muffle en condiciones de trabajo a alta temperatura y garantizar la estabilidad estructural del equipo durante la operación a largo plazo.
2. Revestimiento del Horno
El revestimiento del horno adopta la tecnología patentada de fabricación de fibra completa de la empresa, y los paneles de fibra se ensamblan en una estructura integral de fibra completa a través de un proceso especial (con una relación de compresión ≥ 35-40%). Utilizando mantas de fieltro de fibra de alta calidad y alta pureza como materia prima, se procesan en módulos de 300 × 300 × 300 mm mediante equipos especiales. Se reserva una cierta cantidad de compresión durante el procesamiento para garantizar que cada módulo cerámico se expanda en diferentes direcciones después de la mampostería, apretándose mutuamente para formar un cuerpo integral sin huecos, logrando un excelente efecto de almacenamiento de calor.
Esta estructura de revestimiento del horno tiene ventajas significativas: baja conductividad térmica, baja capacidad calorífica, excelente resistencia a la corrosión, estabilidad térmica y estabilidad al choque térmico, y buen efecto de aislamiento térmico; el espesor de la capa de aislamiento es ≥ 300 mm, y las partes de anclaje están dispuestas en la superficie fría del cuerpo del horno, mejorando efectivamente la resistencia a altas temperaturas de la fibra. Mientras tanto, el diseño ligero reduce la dificultad de transporte de equipos a gran escala y acorta considerablemente el período de instalación en el sitio. Se puede fijar directamente en los clavos de anclaje de acero inoxidable de la placa de acero de la carcasa del horno, presentando una construcción conveniente y eficiente.
3. Elementos Calefactores
Los elementos calefactores están hechos de tiras de aleación de resistencia resistente a altas temperaturas (material: OCr25Al5A), que se enrollan en formas corrugadas y se cuelgan en perchas cerámicas aislantes y resistentes al calor. Se recomienda inspeccionar regularmente los elementos calefactores; si se produce algún daño, deben reemplazarse, repararse o remodelarse a tiempo para mantener una eficiencia de calentamiento uniforme y extender la vida útil del equipo.
4. Cubierta del Horno
La cubierta del horno adopta una estructura integral de brida sellada refrigerada por agua, que se asienta sobre el anillo de sellado de goma tipo O de la brida superior del tanque de muffle. La capa de aislamiento térmico del cuerpo de la cubierta se rellena con fibras refractarias cerámicas, sellada y soldada con placas de acero resistente al calor 310S. La cubierta del horno está equipada con un dispositivo de sellado y bloqueo de pernos para garantizar una fuerza uniforme entre la boca del tanque del horno y la cubierta del horno, y se coloca un anillo de sellado de goma resistente al calor en el medio para realizar el sellado por compresión entre la cubierta del horno y el tanque de muffle.
La cubierta del horno está provista de una entrada de nitrógeno, una entrada de aire de reserva, un dispositivo de medición de presión, un puerto de escape y una interfaz de termopar de control de temperatura principal. Se instala una válvula de mantenimiento de presión en el puerto de escape para ajustar la presión interna; el diseño refrigerado por agua puede evitar el sobrecalentamiento de la cubierta del horno y garantizar un rendimiento de sellado estable.
5. Tanque de Muffle de Acero Resistente al Calor
El tanque de muffle adopta una estructura de cabeza con fondo, que se eleva dentro de la cámara del horno. La boca del tanque está equipada con un anillo de sellado de goma de silicona tipo O refrigerado por agua, formando un sello efectivo con la cubierta del horno para garantizar que la atmósfera de tratamiento térmico se encuentre en un estado de trabajo estable. El tanque de muffle es una pieza soldada de acero resistente al calor SUS310S, con un espesor de 10 mm en la parte superior (zona de tracción) y de 6 a 8 mm en la parte inferior.
El cuerpo del cilindro adopta un diseño corrugado laminado, que puede mejorar significativamente la resistencia a altas temperaturas, prevenir eficazmente la deformación del tanque, mejorar la resistencia a la deformación y mejorar en gran medida la eficiencia del intercambio de calor, promoviendo la distribución uniforme de la atmósfera y la temperatura dentro del tanque. Se agrega un marco de soporte de acero resistente al calor en forma de pozo en la parte inferior del tanque para facilitar la colocación estable del cilindro de material (el crisol de carga debe ser proporcionado por el comprador).
6. Sistema de Admisión/Escape de Aire
El sistema de suministro de aire está compuesto por tuberías de nitrógeno, equipadas con válvulas solenoides, medidores de flujo y otros componentes de control de flujo, y el nitrógeno se introduce desde la parte inferior del tanque. En vista de la gran cantidad de gas volátil generado durante el proceso de calentamiento del producto, la tubería de escape se diseñará especialmente de acuerdo con el volumen de gas volátil para garantizar una emisión suave.
El sistema de suministro de aire está interconectado con el sistema de medición de presión: cuando la presión dentro del tanque alcanza el valor preestablecido, la válvula solenoide se cierra automáticamente; cuando la presión excede el valor máximo preestablecido, el sistema automático de regulación de presión comienza a aliviar la presión; cuando la presión cae al valor límite inferior preestablecido, la válvula solenoide se reabre para suministrar aire, manteniendo un ligero ambiente de presión positiva dentro del horno. El aire comprimido proporciona continuamente presión para el cilindro de compresión de la cubierta del horno para garantizar que el anillo de sellado esté bloqueado y sellado. El equipo también está equipado con una válvula de seguridad a prueba de explosiones para mejorar la seguridad operativa.
7. Sistema de Suministro y Escape de Aire de Enfriamiento Rápido
Las piezas de trabajo son propensas a la oxidación si se sacan directamente del horno después del calentamiento. Para lograr un enfriamiento rápido, el equipo está equipado con un dispositivo de enfriamiento rápido externo: ventiladores de enfriamiento, tuberías, válvulas y otros componentes se instalan en la parte inferior del cuerpo del horno, que pueden enfriar rápidamente el tanque del horno de acuerdo con los requisitos del proceso. Se introduce una gran cantidad de gas de reemplazo fuera del tanque, y se establecen múltiples orificios de escape en la parte superior del cuerpo del horno para garantizar la circulación del gas.
8. Estructura de Elevación y Rotación de la Cubierta del Horno
La elevación y rotación de la cubierta del horno son impulsadas por un sistema de control dedicado, que incluye un soporte en voladizo de estructura de acero conectado al eje de elevación y un cilindro eléctrico de elevación. El soporte está conectado al cuerpo del horno a través de un asiento de cojinete deslizante integral. La cubierta del horno y el soporte del eje de elevación están conectados por un par de conexión con longitud de expansión térmica reservada para adaptarse a la deformación térmica en condiciones de trabajo a alta temperatura.
Tanto las acciones de elevación como de rotación de la cubierta del horno están equipadas con interruptores de control de recorrido, y la acción de elevación está adicionalmente equipada con un interruptor de protección contra sobrecarrera. Todas las tuberías de agua, tuberías de aire y tuberías de cable se enrutan a través del foso, se erigen en el marco del puente del soporte de estructura de acero y se pueden arrastrar libremente con la elevación y rotación de la cubierta del horno sin afectar la operación del equipo.
9. Dispositivo de Extracción de Producto (a ser proporcionado por el comprador)
Para facilitar la extracción de las piezas de trabajo después del procesamiento, se recomienda configurar un disco de herramientas con orejetas de elevación (la longitud de las orejetas de elevación es de aproximadamente 1.5 metros) para realizar una transferencia segura y eficiente de las piezas de trabajo.
10. Dispositivo de Eliminación de Polvo de Protección Ambiental (a ser proporcionado por el comprador)
Este dispositivo consta de una cámara de combustión centralizada de gases residuales y una torre de pulverización alcalina. Los gases residuales generados durante el procesamiento de fieltro duro de grafito se recolectan a través de tuberías y se introducen en la cámara de combustión centralizada para su incineración. Los gases de combustión de la incineración se tratan luego en la torre de pulverización alcalina para garantizar que las emisiones cumplan con los estándares internacionales de protección ambiental.
11. Sistema de Control de Temperatura
11.1 Método de Control de Temperatura
El equipo está equipado con 2 termopares de control de temperatura principales, que forman un sistema de control de bucle cerrado con instrumentos de control de temperatura de pantalla digital inteligente importados, módulos tiristores de alta potencia, sistemas de disparo de desfase y elementos calefactores. La cámara del horno se divide en 2 zonas de control de temperatura para ajustar automáticamente la temperatura dentro del horno y garantizar una temperatura uniforme en toda la cámara del horno.
11.2 Configuración del Sistema de Control de Temperatura
Se construye un nuevo tipo de sistema de control automático de temperatura del horno utilizando instrumentos de control de temperatura de programa importados de Shimaden (Japón) y tecnología de control de desfase de módulo de potencia Maxwell. Puede establecer por separado la velocidad de calentamiento, la temperatura de mantenimiento y la precisión de mantenimiento de acuerdo con la curva de proceso preestablecida, ajustar automáticamente la pendiente de calentamiento y el tiempo de mantenimiento, y mostrar el valor teórico y el valor medido en tiempo real, mejorando el nivel de control y la precisión del control de temperatura. Este diseño permite una coincidencia precisa entre el suministro de calor y la absorción de calor de la pieza de trabajo, lo que resulta en un consumo de energía más razonable, y también está equipado con una función de alarma de luz de sobretemperatura.
11.3 Registro de Temperatura
Se utiliza un registrador sin papel para registrar la curva de proceso en tiempo real. El termopar está hecho de material de níquel-cromo-níquel-silicio (grado K), y el cable de compensación de medición de temperatura del horno se conecta desde el gabinete del instrumento al termopar del cuerpo del horno para garantizar la precisión de la medición.
11.4 Diseño de Protección de Interbloqueo de Elevación de la Cubierta del Horno
- El programa de calentamiento solo se puede iniciar cuando la cubierta del horno está cerrada a la posición especificada;
- Se establecen interruptores de protección de límite para las acciones de elevación y rotación de la cubierta del horno;
- Se adopta un método de alarma acústico-óptica para indicar con precisión el área de sobretemperatura, lo que facilita al personal de mantenimiento el diagnóstico y la eliminación rápida de fallas;
- El circuito de control está diseñado por separado del circuito de calentamiento de alta potencia. El circuito de control se puede depurar sin conectar el circuito de calentamiento, y el circuito de calentamiento se puede alimentar en zonas;
- Se configura un gabinete de distribución de energía dedicado para suministrar energía a todo el sistema. El gabinete está equipado con interruptores automáticos de protección contra sobretensión y sobrecorriente para garantizar la operación confiable del sistema, y se instala una luz de inspección dentro del gabinete;
- Se proporcionan indicaciones de voltaje de suministro de energía e indicaciones de potencia de calentamiento para cada zona y cada fase para facilitar el monitoreo en tiempo real del estado de calentamiento y la ubicación rápida de las causas de fallas cuando la eficiencia de calentamiento disminuye.
III. Ventajas Competitivas Principales
- Rendimiento Súper Ahorrador de Energía: Revestimiento de fibra completa patentado y diseño estructural optimizado, con una tasa de ahorro de energía del 20% ~ 30%, cumpliendo con los estándares nacionales de ahorro de energía;
- Atmósfera Protectora Estable: El interbloqueo entre los sistemas de admisión/escape y control de presión mantiene un ambiente de ligera presión positiva constante, eliminando la oxidación de las piezas de trabajo y garantizando la estabilidad de la calidad del producto;
- Capacidad de Control Preciso de Temperatura: Control de temperatura de doble zona combinado con componentes importados, con alta precisión de control de temperatura para cumplir con los requisitos de los procesos de sinterización de alta precisión;
- Estructura Robusta y Duradera: Tanque de muffle corrugado SUS310S y componentes resistentes a altas temperaturas pueden adaptarse a condiciones de trabajo adversas y extender la vida útil del equipo;
- Operación y Mantenimiento Sencillos: Control de pantalla táctil, diseño modular y revestimiento de horno ligero simplifican los procesos de instalación, operación y mantenimiento.
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