เตาหลอมเป็นอุปกรณ์หลักในโรงงานตีขึ้นรูปทุกแห่ง มันรับแท่งโลหะหรือเหล็กแท่งเย็นและปล่อยออกมาที่อุณหภูมิที่แม่นยำ — โดยทั่วไปคือ 1150-1250°C สำหรับการตีขึ้นรูปเหล็ก — ทุกๆ 30 ถึง 90 วินาที ตลอดทั้งวัน ความน่าเชื่อถือและความสม่ำเสมอของอุณหภูมิเป็นสิ่งที่ไม่สามารถละเลยได้: เตาหลอมที่อุณหภูมิคลาดเคลื่อนไป 30°C จากจุดที่ตั้งไว้สามารถทำให้การผลิตในวันนั้นเสียหายได้ และเตาหลอมที่เสียจะทำให้เครื่องอัดหรือเครื่องตีขึ้นรูปหยุดทำงานและทำให้พนักงานตีขึ้นรูปต้องกลับบ้าน
MONTE INTELLIGENCE เป็นผู้จัดจำหน่ายเตาหลอมเหล็กแบบใช้แก๊ส ทั้งแบบชุด (เตาแบบล้อเลื่อน) และแบบต่อเนื่อง (เตาแบบผลัก เตาแบบคานเดิน เตาแบบหมุน) ให้แก่โรงงานตีเหล็กในเอเชียและตะวันออกกลาง บทความนี้จะกล่าวถึงปัจจัยด้านการออกแบบและการใช้งานที่กำหนดประสิทธิภาพของเตาหลอมเหล็ก
อุณหภูมิการตีขึ้นรูปสำหรับเหล็กอยู่ในช่วงการทำงานร้อน ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ที่โลหะอ่อนตัวลงและสามารถขึ้นรูปได้ด้วยแรงที่ต่ำกว่า สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและเหล็กกล้าผสม อุณหภูมิการตีขึ้นรูปโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 1150-1250°C ขีดจำกัดบนถูกกำหนดโดยอุณหภูมิการเผาไหม้ ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ขอบเกรนเริ่มหลอมละลาย (ประมาณ 1250-1300°C สำหรับเหล็กหลายชนิด) และโดยอัตราการเกิดคราบ ซึ่งเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามอุณหภูมิ ขีดจำกัดล่างถูกกำหนดโดยแรงตีขึ้นรูปที่ต้องการและความเสี่ยงของการแตกร้าวในชิ้นงาน
ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิในเตาหลอมขึ้นรูปเป็นตัวกำหนดความสม่ำเสมอของการไหลของโลหะในระหว่างการขึ้นรูป แท่งโลหะที่มีอุณหภูมิ 1200°C ที่ปลายด้านหนึ่งและ 1150°C ที่ปลายอีกด้านหนึ่งจะไหลแตกต่างกันที่ปลายแต่ละด้าน ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาการเติมแม่พิมพ์ ความแปรปรวนของขนาด หรือการแตกร้าวที่ปลายด้านที่เย็นกว่า ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับความสม่ำเสมอของอุณหภูมิในเตาหลอมขึ้นรูปคือ ±14°C (Class 5 ตามมาตรฐาน AMS 2750) ถึง ±28°C (Class 6) ซึ่งมีความยืดหยุ่นกว่าข้อกำหนดความสม่ำเสมอของการอบชุบความร้อน เนื่องจากกระบวนการขึ้นรูปในภายหลังจะกระจายโลหะใหม่ และความแปรปรวนของอุณหภูมิเล็กน้อยจะถูกเฉลี่ยออกไป
อัตราการให้ความร้อนสำหรับการตีขึ้นรูปต้องสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการผลิตกับความเสี่ยงของการแตกร้าวจากความเค้นทางความร้อนในชิ้นงาน แท่งเหล็กกล้าเครื่องมือขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 200 มม. ที่ให้ความร้อนจากอุณหภูมิห้องที่ 100°C ต่อนาที อาจแตกร้าวจากความเค้นทางความร้อนระหว่างผิวร้อนและแกนกลางที่เย็น อัตราการให้ความร้อนที่ปลอดภัยสูงสุดขึ้นอยู่กับเกรดของเหล็ก ขนาดหน้าตัด และอุณหภูมิเริ่มต้น เหล็กกล้าคาร์บอนสูงและเหล็กกล้าอัลลอยสูงต้องการอัตราการให้ความร้อนที่ช้ากว่าเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา แท่งเหล็กเย็นในฤดูหนาว (เริ่มต้นที่ 0°C) ต้องการอัตราการให้ความร้อนที่ช้ากว่าแท่งเหล็กที่อุ่นไว้ล่วงหน้าโดยการเก็บไว้ในที่อบอุ่น
การเกิดคราบตะกรันคือการออกซิเดชันของพื้นผิวเหล็กในระหว่างการให้ความร้อนในเตาหลอมขึ้นรูป ชั้นตะกรัน—เหล็กออกไซด์, FeO, Fe3O4, Fe2O3—แสดงถึงการสูญเสียวัสดุ (โดยทั่วไป 1-3% ของน้ำหนักแท่งเหล็ก) ตัวเร่งการสึกหรอของแม่พิมพ์ (คราบตะกรันมีฤทธิ์กัดกร่อนและทำให้พื้นผิวแม่พิมพ์สึกหรอเร็วกว่าโลหะที่สะอาด) และปัญหาเรื่องความเรียบของพื้นผิว (คราบตะกรันที่ฝังอยู่ในพื้นผิวการขึ้นรูปต้องใช้การเผื่อการกลึงมากขึ้น)
อัตราการเกิดคราบตะกรันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและเวลาเป็นหลัก ที่อุณหภูมิ 1200°C แท่งเหล็กกล้าคาร์บอนในอากาศจะเกิดคราบตะกรันประมาณ 0.1 มม. ใน 15 นาที หลังจาก 60 นาที ความหนาของคราบตะกรันอาจอยู่ที่ 0.3-0.5 มม. ความสัมพันธ์แบบทวีคูณกับอุณหภูมิหมายความว่า การเพิ่มอุณหภูมิเตาเผา 50°C สามารถเพิ่มอัตราการเกิดคราบตะกรันเป็นสองเท่า นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่การควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำมีคุณค่าทางเศรษฐกิจมากกว่าการประหยัดพลังงาน — มันช่วยลดการสูญเสียวัสดุเนื่องจากคราบตะกรันโดยตรง
การเผาไหม้โดยใช้ปริมาณอากาศน้อยกว่าปริมาณที่เหมาะสม (การเผาไหม้ก๊าซด้วยปริมาณอากาศน้อยกว่าปริมาณที่เหมาะสมทางเคมี) ทำให้เกิด CO และ H2 ในผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ ซึ่งสามารถลดการเกิดตะกรันได้ CO และ H2 จะทำปฏิกิริยากับเหล็กออกไซด์ ลดเหล็กออกไซด์กลับไปเป็นเหล็กโลหะ อย่างไรก็ตาม การเผาไหม้โดยใช้เชื้อเพลิงมากเกินไปจะทำให้เกิดเขม่า เพิ่มการปล่อย CO และก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัย (ก๊าซที่ติดไฟได้ในระบบปล่องควัน) สภาวะการเผาไหม้โดยใช้เชื้อเพลิงมากเกินไปในระดับปานกลาง (5-10% ต่ำกว่าปริมาณอากาศที่เหมาะสมทางเคมี) ซึ่งมักเรียกว่า "เปลวไฟลดปริมาณ" (reducing flame") ถูกนำมาใช้ในเตาหลอมโลหะบางชนิดเพื่อควบคุมการเกิดตะกรัน แต่ต้องมีการปรับหัวเผาอย่างระมัดระวังและตรวจสอบก๊าซในปล่องควันอย่างสม่ำเสมอ
อัตราการผลิตของเตาหลอมขึ้นรูปต่อเนื่องขึ้นอยู่กับความยาวของส่วนที่ให้ความร้อนของเตา ขนาดของแท่งโลหะ และเวลาที่ต้องการในการให้ความร้อน เวลาในการให้ความร้อนแก่แท่งเหล็กสามารถประมาณได้จากหน้าตัด: ประมาณ 5-6 นาทีต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มม. สำหรับแท่งกลมที่ให้ความร้อนในเตาแก๊สที่มีการกวนอย่างดีที่อุณหภูมิ 1200°C แท่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. ต้องใช้เวลาประมาณ 22-25 นาทีเพื่อให้ได้อุณหภูมิการขึ้นรูปที่สม่ำเสมอ ด้วยความยาวของส่วนที่ให้ความร้อนของเตา 6 เมตร และระยะห่างระหว่างแท่งโลหะบนฐานเตา 200 มม. เตาจะบรรจุแท่งโลหะได้ประมาณ 30 แท่ง และที่เวลา 25 นาทีต่อแท่ง อัตราการผลิตจะอยู่ที่ 30 / 25 × 60 = 72 แท่งต่อชั่วโมง
การหมุนเวียนของบรรยากาศภายในเตาหลอม ซึ่งก็คือการเคลื่อนที่ของก๊าซเผาไหม้ร้อนรอบๆ แท่งโลหะ เป็นกลไกในการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน การพาความร้อนตามธรรมชาติในเตาหลอมร้อนช่วยให้เกิดการหมุนเวียนบ้าง แต่เพื่อให้ความร้อนสม่ำเสมอในปริมาณมาก จำเป็นต้องใช้พัดลมหมุนเวียน พัดลมเหล่านี้ซึ่งโดยทั่วไปจะติดตั้งอยู่บนหลังคาหรือผนังด้านข้างของเตาหลอม จะดูดก๊าซร้อนจากห้องเตาหลอมและปล่อยกลับเข้าไปในห้องด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่มีการกวนซึ่งให้ความร้อนแก่ทุกพื้นผิวของแท่งโลหะอย่างสม่ำเสมอ
เตาหลอมขึ้นรูปโลหะ MONTE INTELLIGENCE ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ ด้วยวัสดุบุผนังทนไฟที่แข็งแรง หัวเผาสำหรับงานอุตสาหกรรม และระบบควบคุมที่ได้รับการกำหนดค่าให้เหมาะสมกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการขึ้นรูปโลหะ
หากต้องการใบเสนอราคาเตาหลอมขึ้นรูปโลหะที่ตรงกับความต้องการในการผลิตของคุณ โปรดติดต่อ helenxu@cnlymonte.com
