فرن القالب

أنواع أفران القوارير

فرن القوارير هو نوع من أفران الصهر التي تستخدم قارورة لحمل السوائل وتسخينها لعمليات مختلفة. يمكن أن تلبي تصميمه وطريقة تسخينه احتياجات صناعية مختلفة. فيما يلي الأنواع الرئيسية لأفران القوارير:

• فرن كهربائي

  يعمل الفرن الكهربائي بالكهرباء كمصدر للحرارة. بشكل رئيسي، هناك جزأان أساسيان للفرن الكهربائي لتوليد الحرارة. أحدهما هو القوس الكهربائي. والآخر هو تسخين المقاومة. بشكل عام، تنقسم الأفران الكهربائية إلى أنواع قوس ثلاثية الطور وأنواع كهربائية حثية صغيرة.

• أفران تعمل بالوقود

  عادةً، ينتج فرن الديزل أو زيت الوقود الخفيف الحرارة عن طريق احتراق الزيت. توفر الأفران التي تعمل بالوقود معدل تسخين ثابت وكفاءة عالية في استهلاك الطاقة. إنه خيار جيد لتلك الصناعات التي يصعب الوصول إلى الكهرباء فيها.

• فرن القوارير الغازي

  يستخدم فرن القوارير الغازي الغاز الطبيعي أو البروبان كوقود. تسخن الأفران الغازية بسرعة وبشكل متساوٍ، مما يقلل من وقت التوقف ويُحسّن الإنتاجية. تتمتع الأفران الغازية بمزايا انخفاض انبعاثات التلوث وكفاءة عالية في استهلاك الطاقة. وهي أيضًا قابلة للتكيف مع مجموعة متنوعة من السياقات الصناعية.

• فرن الحث

  يُولّد التسخين الحثي تيارات كهربائية داخل القارورة لتسخين المواد وذوبانها. تتميز أفران الحث بمعدل تسخين سريع ووظائف تحكم دقيقة في درجة الحرارة. إلى جانب ذلك، تتمتع بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة ومزايا صديقة للبيئة.

• فرن القوارير المفرغ

  يُنشئ الفرن المفرغ جوًا مفرغًا لعملية الذوبان. يمكن أن يُحسّن نقاء المعادن من خلال منع الأكسدة والتلوث أثناء الذوبان. علاوة على ذلك، توفر الأفران المفرغة تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة وتُقلل من التفاعلات الكيميائية.

• أفران مركبة

  تُدمج بعض الأفران بين طريقتين أو أكثر للتسخين. على سبيل المثال، مزيج من التسخين الحثي والتسخين الغازي للقوارير.

مواصفات وصيانة أفران القوارير

مواصفات

يُقدّم الجدول التالي بعض المواصفات الرئيسية المرتبطة بأفران القوارير الحثية:

• سعة الفرن: تُشير إلى الحجم الإجمالي الذي يمكن للفرن استيعابه، والذي يُقاس عادةً بالسنتيمتر المكعب (سم3).
• قوة الفرن: يُقاس تصنيف القدرة بالكيلووات (كيلووات) أو ميغاواط (ميغاواط)، مما يُمثل الطاقة الكهربائية المزودة لملف الحث.
• جهد الفرن: تختلف نطاقات الجهد التشغيلي حسب نوع و تصميم أفران القوارير الحثية. قد يكون 380-480 صناعيًا أو 5000V-10000V. يؤدي الجهد الأعلى عادةً إلى مزيد من الطاقة وسرعة ذوبان أعلى.
• معدل الذوبان: هي السرعة التي يُذيب بها الفرن المعدن، والتي تُعبر عنها عادةً بالكيلوغرام في الدقيقة (كجم / دقيقة) أو بالأطنان في الساعة (طن / ساعة).
• نظام التحكم: قد يحتوي نوع من أفران القوارير الحثية على نظام تحكم قائم على الكمبيوتر أو PLC أو يدوي، مما يسمح بالتحكم الدقيق في درجة حرارة الفرن ومعدل الذوبان.
• % كفاءة الطاقة: تشير إلى نسبة الطاقة التي يتم تحويلها إلى حرارة لذوبان المعدن، والتي تتراوح عادةً من 70% إلى 90% أو أعلى.

صيانة

• التفتيش المنتظم: ينبغي أن يشمل فحص البطانة والملفات والمكونات الكهربائية ونظام التحكم بحثًا عن علامات البلى أو الخلل لضمان أن تكون الأفران في حالة تشغيل مناسبة ويمكن اكتشاف أي عيب وإصلاحه في الوقت المناسب.
• صيانة البطانة: ينبغي تنظيف الجزء الداخلي من الأفران، بما في ذلك الجدران والقاع، بانتظام لضمان عدم ارتفاع درجة حرارة مادة البطانة أو تلفها. وينبغي أيضًا إصلاح أي أضرار على الفور لتمديد عمر مواد بطانة الأفران.
• صيانة الملفات: يجب على المستخدمين الحفاظ على نظافة ملفات أفران القوارير الحثية، وتجنب الأوساخ والأكسدة والمواد الملوثة الأخرى. إذا وجدوا تلفًا في الملفات، يجب إصلاحها أو استبدالها على الفور.
• صيانة المكونات الكهربائية: يحتاج المستخدمون إلى تنظيف ومراجعة الأجزاء الكهربائية بانتظام مثل المفاتيح و الصمامات و المفاتيح، والتأكد من أنها في حالة جيدة و متصلة بشكل صحيح.
• صيانة أنظمة التحكم: يلعب نظام التحكم دورًا مهمًا في التحكم الدقيق في درجة حرارة الأفران وسرعة الذوبان. لذلك، يجب على المستخدمين فحص نظام التحكم ومعايرته بانتظام. من خلال القيام بذلك، يمكنهم ضمان دقة وثبات قوارير الفرن الحثي الأوتوماتيكي.

استخدامات فرن القوارير الكهربائي

تُستخدم أفران القوارير لذوبان المعادن والسبائك. تشمل بعض التطبيقات الرئيسية صب المعادن وذوبانها. في صناعات الصب والتصنيع، تُستخدم أفران القوارير الكهربائية لإنتاج صبّات معدنية تُستخدم في مختلف الآلات والمعدات. تُركز هذه الأسواق بشكل أساسي على استخدام الأفران الكهربائية والحثية.

نظرًا لأن عناصر التسخين الكهربائية سهلة التحكم، وتحقق التحكم الدقيق في درجة الحرارة، وتحصل على تسخين موحد، تُفضل على خيارات التسخين الغازية. بعض الصناعات التي تستخدم أفران القوارير الحثية والكهربائية هي كما يلي:

• مصانع الصبّ: تُستخدم مصانع الصبّ بشكل شائع أفران القوارير الحثية أو الكهربائية لذوبان الحديد الزهر أو الفولاذ أو المعادن غير الحديدية أو السبائك المتخصصة قبل سكب المعدن المنصهر في القوالب. يتحكم المشغّلون في قوة الفرن وتردده لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة وذوبان المعدن. بمجرد الوصول إلى درجة حرارة المعدن المطلوبة، تُضاف المواد الإضافية (مثل الفلّوكس، عوامل التكرير، إلخ). بعد عملية الذوبان والتكرير، يُفرغ المعدن المنصهر أو يُسكب في القدور للمعالجة الإضافية.
• التصنيع: في صناعة التصنيع، تُستخدم أفران القوارير الحثية أو الكهربائية لإنتاج مجموعة متنوعة من المعادن والسبائك. تُحمّل المواد الخام في الفرن، وتمر الكهرباء عبر ملف يُحيط بالفرن، مما يُثير حرارة في المعدن. بمجرد تحقيق السبيكة المطلوبة، تُسكب المادة في القوالب لتشكيل أجزاء تُستخدم في الآلات والمعدات.
• صنع المجوهرات: يستخدم صانعو المجوهرات من المعادن الثمينة أفران قوارير كهربائية صغيرة للذهب والبلاتين والفضة. يمكن لهذه الأفران الكهربائية الصغيرة المحمولة وسهلة الاستخدام ذوبان أنواع مختلفة من المعادن. يكون تسخين الفرن الكهربائي سريعًا للغاية وكفاءة، مما يجعل هذه الأفران المصغّرة مثالية لصانعي المجوهرات لذوبان المعدن للحلقات والأساور، إلخ.
• المختبرات: تستخدم المختبرات التي تُجري بحثًا على المعادن أفران حثية صغيرة لتكرير المعادن، ودراسة خصائصها، أو تطوير صيغ سبيكة جديدة. في المختبر، تُستخدم أفران القوارير الحثية أو الكهربائية الصغيرة لذوبان و / أو مزج المعادن والسبائك والمواد لدراسة تركيبها الكيميائي وخصائصها. يجعل التحكم الدقيق في درجة الحرارة مثاليًا لفنيي المختبر لتحقيق ذوبان المعدن المحدد وتشكيل سبيكة.

كيفية اختيار أفران القوارير

تتوفر أفران ذوبان القوارير في العديد من الأنواع، مما يوفر مجموعة واسعة من الخيارات عند اختيار الأنسب. لذلك، من المهم للغاية لمشتري الأعمال مراعاة شيء أكثر من مجرد أنواع أفران المصممين الذين يبحثون عنها. تشمل بعض الأشياء الرئيسية التي يجب على المشترين مراعاتها عند شراء أفران لصبّ المعادن بالطريقة القارورية، ولكنها لا تقتصر على ذلك:

• غرض الفرن وحجمه: عند اختيار فرن قارورة، يجب أن تكون المهمة الأولى للمشترين هي تحديد المواد التي سيُذيبونها وأنواع المنتجات التي سيُصنعونها. يعني هذا بشكل أساسي تحديد الحد الأقصى لكمية المواد التي سيُذيبونها وحجم وشكل المادة التي تحتاج إلى الذوبان. بمجرد حصول المشترين على فهم لشكل وحجم المنتج المطلوب، سيكون من الأسهل اختيار فرن قارورة يناسب احتياجاتهم بشكل مثالي.
• درجة حرارة الفرن ومصدر الطاقة: تتطلب أنواع مختلفة من المعادن مستوى معينًا من الحرارة لذوبانها. يحتاج المشترون إلى التعرف على نقطة انصهار سبيكة المعدن التي يخططون للعمل معها. بمجرد معرفة ذلك، يجب على المشترين اختيار فرن يمكنه الوصول إلى تلك درجات الحرارة المستهدفة. يحتاج المشترون أيضًا إلى مراعاة المخرج أو مصدر الطاقة المتاح في موقعهم. عادةً ما تستخدم الأفران الكهرباء أو البروبان أو الغاز الطبيعي، إلخ كمصدر للطاقة، وبالتالي سيحتاج المشترون إلى اختيار واحد متوافق مع بيئة عملهم.
• تكلفة الفرن وكفاءة الطاقة: أحد أهم الأشياء التي ستؤدي إلى قرار نهائي عند اختيار فرن قارورة هو التكلفة. بينما ينظر المشترون إلى سعر شراء فرن القارورة بمفرده، يحتاجون إلى مراعاة معدل استهلاك الطاقة أثناء التشغيل. وذلك لكي يتمكنوا أيضًا من مراعاة كمية الأموال التي ستُنفق في النهاية على ذوبان القارورة. بمجرد الانتهاء من ذلك، يجب على المشترين البحث عن الأفران التي توفر قيمة مقابل المال جيدة.

أسئلة وأجوبة عن فرن القوارير

س1: ما هي نقطة انصهار فرن القوارير؟

ج1: تعتمد نقطة انصهار فرن القوارير على نوع المعدن. بالنسبة للمعادن الحديدية، تتراوح نقطة الانصهار من 1420 درجة مئوية إلى 1540 درجة مئوية. بالنسبة للمعادن غير الحديدية، تتراوح من 982 درجة مئوية إلى 1095 درجة مئوية.

س2: ما هي مزايا فرن القوارير؟

ج2: يتمتع الفرن بمزايا متنوعة. إنه يدير دفعات متعددة من منتجات مختلفة، مما يقلل من وقت التحويل ويُحسّن المرونة. كما أن الحجم الصغير للفرن يشغل مساحة أقل مقارنة بأنواع أخرى من الأفران، وهو أكثر فعالية من حيث التكلفة في التشغيل والصيانة.

س3: ما هي عيوب فرن القوارير؟

ج3: يحتوي الفرن أيضًا على بعض العيوب. وهي تكاليف التشغيل العالية بسبب استهلاك طاقة الفرن وفقدان الحرارة عند فتح باب الفرن. تتمتع الأفران أيضًا بسعة محدودة وتنتج دفعات صغيرة مقارنة بالأفران الصناعية التي تكون أكثر اقتصادًا للإنتاج على نطاق واسع.

س4: ما هي الاتجاهات في سوق فرن القوارير؟

ج4: يُظهر الاتجاه اعتمادًا متزايدًا على تكنولوجيا التسخين الحثي في التطبيقات المتطورة واستثمارات متزايدة في البحث والتطوير لإنتاج أفران قوارير مبتكرة وصديقة للبيئة. يطالب السوق باستبدال أفران القوارير بأفران حديثة تُستخدم الطاقة بكفاءة ولديها سعة عالية.