تنقسم أفران الصهر إلى نوعين: مفتوح ومغلق. أعلى درجة حرارة تشغيل لمنطقة ذوبان الفرن هي عمومًا 1350 درجة. يتعرض الجزء العلوي من جسم الفرن بشكل أساسي للتآكل الميكانيكي للشحنة. يتم بناء المواد المقاومة للحرارة عمومًا بالطوب الطيني، وعمر الخدمة حوالي 3 سنوات؛ يتم بناء بطانة منطقة التوير وجدار الفرن المائل أعلاه مباشرة بالطوب، والذي يتعرض بشكل أساسي لدرجات الحرارة العالية وتآكل تدفق الهواء والتآكل الكيميائي، ويتعرض للتلف بسهولة أكبر.
يجب أن تتحمل المواد المقاومة للحرارة لأفران الصهر تحديات درجات الحرارة المرتفعة والإجهاد الميكانيكي والتآكل الكيميائي لضمان سلامتها البنيوية وكفاءتها التشغيلية. ما هي أنواع الطوب الحراري المناسبة للمواد المقاومة للحرارة لأفران الصهر؟
1: الطوب الكربوني
تُستخدم الطوب الكربوني على نطاق واسع في قاع وموقد أفران الصهر نظرًا لاستقرارها في درجات الحرارة العالية والتوصيل الكهربائي الممتاز. يمكن للطوب الكربوني الحفاظ على الاستقرار الهيكلي في درجات حرارة عالية تزيد عن 1700 درجة، كما يتمتع بموصلية كهربائية جيدة، مما يمكنه توجيه التيار في الفرن بشكل فعال وتقليل فقدان المقاومة. هذا يجعل الطوب الكربوني مناسبًا بشكل خاص للمناطق التي تتلامس مع الحديد المنصهر عالي الحرارة والخبث، مثل قاع الفرن وموقد الفرن، مما يوفر مقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة للتآكل، مما يحسن بشكل كبير من عمر خدمة قاع الفرن.
2: الطوب عالي الألومينا
طوب عالي الألوميناتحتوي على نسبة أعلى من الألومينا (Al2O3) ولها مقاومة حرارية تصل إلى 1750 درجة أو أكثر، مما يجعلها مثالية لبطن الفرن وجسم الفرن في أفران الصهر. تتمتع الطوب عالية الألومينا بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة للصدمات الحرارية، ويمكنها تحمل تآكل الشحنة والتغيرات السريعة في درجات الحرارة. تجعلها مقاومتها الحرارية العالية تعمل بشكل جيد في دعم وحماية جدار الفرن من تآكل الشحنة وتدفق الهواء، وهي مناسبة بشكل خاص للاستخدام في مناطق درجات الحرارة المتوسطة والعالية في أفران الصهر، مثل بطن الفرن وجسم الفرن، مما يوفر استقرارًا حراريًا ممتازًا وحماية هيكلية.
3: طوب الكروم المغنيسيا
تتكون الطوب الحراري المصنوع من الكروم والمغنيسيوم بشكل أساسي من رمل المغنيسيا وخام الكروم، وتتمتع بأداء مثالي في درجات الحرارة العالية ومقاومة لتآكل الخبث القلوي. في أفران الصهر،طوب الكروم المغنيسياتُستخدم هذه الطوبة غالبًا في مناطق موقد وحلق الفرن، ويمكنها مقاومة تآكل الخبث عالي الحرارة والمواد القلوية. كما أن قوتها في درجات الحرارة العالية ومقاومتها للتآكل الكيميائي تجعلها مادة مثالية للتعامل مع الحديد المنصهر والخبث. تحافظ هذه الطوبة على الاستقرار الهيكلي في المناطق ذات درجات الحرارة العالية مع توفير مقاومة جيدة للتآكل ومقاومة للتآكل، مما يجعلها مادة مهمة للأجزاء ذات درجات الحرارة العالية في أفران الصهر.
4: طوب الطين الناري
تُستخدم الطوب الطيني عادةً في الطبقة الخارجية ومنطقة درجات الحرارة المنخفضة لأفران الصهر نظرًا لمقاومتها الجيدة للحرارة وفعاليتها من حيث التكلفة. يمكن أن توفر الطوب الطيني عزلًا حراريًا فعالًا في درجات الحرارة المنخفضة مع وجود مقاومة معينة للتآكل. غالبًا ما تُستخدم في مناطق درجات الحرارة المنخفضة لجسم الفرن والحلق لتوفير الحماية الحرارية الأساسية والدعم الهيكلي. على الرغم من أنها ليست مثل الطوب عالي الألومينا أو الطوب المغنسيوم والكروم من حيث مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل، إلا أن الطوب الطيني لا يزال من المواد المقاومة للحرارة في أفران الصهر نظرًا لاقتصاده وسهولة معالجته.
يتم استخدام سترة مياه التبريد بالتبخير وتبطينها بالطوب الطيني لتعزيز التوصيل الحراري وتشكيل طبقة واقية على جلد الخبث السطحي العامل، وبالتالي زيادة عمرها الافتراضي؛ يحمل سرير الفرن الرئيسي ويخزن سائل النحاس، ويتم بناء الطبقة غير العاملة بالطوب الطيني، ويتم بناء طبقة العمل بمواد حرارية مثل الطوب الحراري المغنيسيا أو الطوب الكروم المغنيسيا أو الطوب الكروم، وعمر الخدمة بشكل عام حوالي عامين. السرير الأمامي عبارة عن حوض مستطيل الشكل. يتم بناء الجزء السفلي من الحوض بالطوب العازل الطيني والطوب الطيني، ثم يتم دق طبقة التسوية بمواد دق حرارية المغنيسيا. بعد ذلك، يتم بناء طبقة العمل في الحوض بالكامل بالطوب الكروم المغنيسيا أو الطوب الكروم. تتمتع بطانة السرير بعمر افتراضي طويل، كما أن بطانة خط الخبث لجدار الحوض تتلف بسهولة أكبر، وعمرها الافتراضي يزيد أيضًا عن نصف عام.
يجب استخدام المواد المقاومة للحرارة معًا لتلبية متطلبات الأجزاء المختلفة من الفرن العالي بشكل كامل، وضمان تشغيله المستقر على المدى الطويل، وإطالة عمر خدمة المعدات.
