חימום חומרים בתנורים חשמליים באמצעות תנורי קשת שקועים

חום התנגדות נוצר בשכבת החומר בתפזורת, וגז התנור החם העולה מוליך אליו העברת חום הסעה, בעוד שהקשת מקרינה אליו גם העברת חום. לכן, החומר בתפזורת מחומם ומחומם, אך אסור להמיס. אחרת, החומר בתפזורת העליון יתקלף, יעכב את הירידה בחומר התנור ויגרום לכישלון "התרחבות". החומר בתפזורת המחומם מראש נופל ליד משטח הסיגים ומחומם על ידי קרינת הקשת, כמו גם נמס על ידי חימום הקשת באמצעות העברת חום הסעה (השפעת קשת). רוב חום הקשת בכבשן צינורי מועבר ישירות להמס שמתחתיו באמצעות קרינה והסעה, מה שגורם להתחממותו יתר על המידה. ההיתוך שחומם יתר על המידה זורם באופן רדיאלי לעבר האלקטרודה ומחמם את חומר התנור הנופל אל משטח הסיגים באמצעות הסעה.
חימום החומר והמרת החימום החשמלי בכבשן הקשת השקוע בתנור החשמלי מתבצעים בו זמנית בשכבת החומר, השייכת לחימום מקור החום הפנימי, עם עמידות תרמית נמוכה ויעילות תרמית גבוהה. באופן כללי, יעילות החימום החשמלי היא בטווח של 0,6-0.8. התכת חומר היא ההשפעה של המרת חימום חשמלי ותהליך העברת חום. למרות שכמות החימום החשמלי יכולה להיספג במלואה בחומר, יש צורך להעביר חום בתהליך העברת החום כדי להשיג את תהליך התכת החומר הנדרש בתהליך.
על פי היחס בין חום הקשת לחימום חשמלי הכולל, ניתן לחלק את תהליך התכת החומר לשני הסוגים הבאים:
תהליך ההיתוך של חומרים בעיקר באמצעות חום קשת הוא סוג של תנור עם פחות סיגים, כגון תנור סיליקון. מבנה שכבת החומר מורכב משכבת ​​חומר רופפת בחלק העליון, שכבת נמס בחלקה התחתון, שכבת סיגים בחלקה העליון ושכבת ברזל סיליקון בחלק התחתון. האלקטרודה של תנור הקופסה קבורה בשכבת התפזורת, ונוצרת קשת בין קצהו למשטח הסיגים, היוצרת חלל קשת שקוע.
תנור רב סיגים, שמשתמש בעיקר בחום התנגדות להמסת חומרים, שייך לסוג זה של תנור. בכבשן התכת מט, חומר הכבשן (תרכיז נחושת ושטף) מתווסף דרך חור הטעינה העליון וצף על פני הסיגים; האלקטרודה קבורה בשכבת הסיגים, והחום שנוצר מהמרת החימום החשמלי של תנור חשמלי מסוג קופסה מסתמך בעיקר על העברת חום הסעה לחימום ולהמסת חומר התנור. לאחר תגובת ההיתוך נוצר מט, בעל משקל סגולי גדול יותר מהסיגים. משקעי המט נאספים בתחתית הכבשן, והתנור ממשיך לייצר. הסיגים יוצאים באופן קבוע מפי הסיגים והמט מופרש מלוע המט.
האלקטרודה טבולה בשכבת הסיגים בכבשן רב סיגים, ומבנה הקשת שלה שונה מזה של תנור סיגים נמוך. בשל מגבלה של שכבת הסיגים עם נזילות טובה, גודל חלל הקשת קטן ולא יציב, שבו גז בורח בצורה של בועות, וכתוצאה מכך הקשת מתפזרת למספר קשתות מיקרו לא יציבות.
מקור החום העיקרי בתנור פחות סיגים הוא חום קשת. תהליך התכת החומר כולל שני שלבים: חימום מוקדם והתכה. החימום של חומר התנור מסתמך על קרינה והעברת חום הסעה, ביניהם העברת חום הסעה היא המפתח. התנאים הדרושים להתכה רגילה בתנור חשמלי צינורי עם פחות סיגים: כוח החימום החשמלי בשכבת החומר בתפזורת צריך להיות מתאים. אם הוא קטן מדי, החימום מראש לא יהיה מספיק, ואם הוא גדול מדי, תתרחש סינטר; כוח חימום הקשת החשמלי צריך להיות מתאים. אם הוא גדול מדי, הקשת תהיה ארוכה מדי וגודל חלל הקשת הקבור יהיה גדול מדי. אם הקשת ארוכה מדי, היא תהיה חשופה מדי, מה שיגרום לסינטר החלק העליון של החלל, ואם גודל החלל גדול מדי, יהיה קשה לייצב את שכבת החומר; צריכה להיות שכבת סיגים מתאימה לקשת קבורה, המשמשת תרמיסטור התנגדות ומתווך להעברת חום הסעה.
מכיוון שהטמפרטורה והצפיפות של החומרים בשכבת החומר שונים, נוצרת תנועת ההסעה של החומרים כדי לבצע העברת חום בהסעה ולשפר את פיזור הטמפרטורה בשכבת החומר. העיקרון של המכניקה הוא שחוק תנועת ההסעה בתוך נוזל הוא שחלקיקים בעלי צפיפות גבוהה שוקעים, בעוד שחלקיקים בעלי צפיפות נמוכה עולים. הסעה של מתכת מותכת בשכבת הסיגים היא סדרה של תנועות מחזוריות עם קצה האלקטרודה כנקודת הייחוס (נקודות התחלה וסיום). ככל שהאלקטרודה קרובה יותר, כך מחזור הדם חזק יותר, והעברת החום ההסעה חזקה יותר. על ידי העברת חום הסעה, החום משכבת ​​הסיגים מועבר לשכבת החומר בתפזורת שמעליה, אשר מחוממת ומומסת להשלמת תגובה כימית.
על פי נתוני החימום החשמלי של תנור מט, חלוקת צפיפות כוח החימום החשמלי בשכבת החומר היא מאוד לא אחידה, וחום הקשת מהווה 40.1 אחוז מכלל החום, המרוכז ליד קצה האלקטרודה; 59.9 האחוזים הנותרים הם חום התנגדות, שמתפזר בשכבת הסיגים. לכן, למרות שחום התנגדות הוא השיטה העיקרית בתנורי סיגים רבים, חום הקשת עדיין מהווה חלק ניכר.
מקור החום הפנימי המחמם חום חשמלי יכול להיות מועבר לחומרים בזמן. הטמפרטורה של כל חלק בשכבת החומר בכבשן שונה. ניתן לקבל את חלוקת הטמפרטורה העומדת בדרישות התהליך על ידי הפרש טמפרטורה אחיד של העברת חום. הטמפרטורה בקצה הקצה של האלקטרודה בשכבת החומר היא הגבוהה ביותר, והטמפרטורה במרחק הרחוק ביותר מהאלקטרודה היא הנמוכה ביותר. אם העברת החום בין חלקים שונים של החומר ירודה, החומר בטמפרטורה גבוהה יישרף, והחומר בטמפרטורה נמוכה לא יימס, וכתוצאה מכך ירידה משמעותית ביעילות התרמית.

התוכן הנ"ל מאורגן על ידי חברת חימום סופרב, חימום סופר. ייצור מקצועי בעיקר: גופי חימום תעשייתיים, גופי מדידת טמפרטורה, ציוד ייצור, אביזרים וחומרי גלם כגון מחממי צינור, מחממי צינור, מחממי חגורה, מחממי קרמיקה, מחממי גומי סיליקון, צמדים תרמיים וכו'.

ברוכים הבאים לשותפים בתעשייה העולמית לדון בשיתוף פעולה!