Tudo o que você deseja saber sobre bandejas de base para fornos de poço está aqui

Introdução às bandejas de base do forno de poço (bandejas de peças/placas de soleira)

Tudo bem, aqui está uma introdução detalhada à bandeja de base (também conhecida como placa de soleira, placa de base de cesta, bandeja de suporte de peça, etc.) em fornos de poço.

A bandeja é um componente crítico em um forno de poço. Ele suporta diretamente as peças que estão sendo processadas (como peças fundidas, forjadas, peças de precisão, etc.) e opera sob condições adversas, incluindo altas temperaturas, cargas pesadas e circulação atmosférica.

1. Funções e papéis primários

1. Peças de apoio: Esta é a função mais básica, suportando o peso das peças, dos acessórios e de si mesmo.
2. Garantindo a Circulação da Atmosfera do Forno: Projetado com furos ou ranhuras dispostos regularmente para permitir que atmosferas protetoras (por exemplo, nitrogênio, gás de craqueamento de metanol) ou gases reativos (por exemplo, gás de cementação) fluam uniformemente de baixo para cima, garantindo uniformidade de temperatura e atmosfera em toda a câmara do forno.
3. Transferência de calor uniforme: Transferência de calor dos elementos de aquecimento inferiores (ou ar quente) para as peças de trabalho. Seu projeto estrutural afeta a eficiência da transferência de calor.
4. Evitando que as peças caiam no fundo do forno: Evitar que peças pequenas ou incrustações caiam nas resistências inferiores ou no ventilador, o que pode causar danos ou dificuldades de limpeza.
5. Facilitando Carga/Descarga: Normalmente usado em conjunto com uma cesta de trabalho (ou diretamente com ferramentas de elevação de guindaste) para facilitar a elevação geral para dentro e para fora da câmara do forno, melhorando a eficiência da produção.

2. Tipos estruturais comuns

Dependendo do tipo de forno, processo e requisitos de carga, as bandejas vêm principalmente nas seguintes estruturas:

1. Tipo de placa com nervuras fundidas:

• Materiais: Freqüentemente feito de aço fundido resistente ao calor (por exemplo, ZG40Cr25Ni20Si2, semelhante ao tipo ACI HK).
• Estrutura: Fundido integralmente, composto por estruturas laterais robustas, nervuras de suporte de carga e uma superfície tipo grade ou barra. A proporção da área aberta é projetada.
• Vantagens: Alta resistência, capacidade de carga muito alta, resistente à deformação em alta temperatura, longa vida útil. Adequado para peças pesadas (por exemplo, recozimento de grandes peças forjadas, peças fundidas).
• Desvantagens: Peso pesado, massa térmica relativamente alta, levando a um aquecimento/resfriamento ligeiramente mais lento e custo mais elevado.

2. Tipo de grelha soldada:

• Materiais: Feito por soldagem de barras redondas ou barras planas resistentes ao calor (por exemplo, Cr25Ni20, Cr20Ni35).
• Estrutura: Barras de aço resistentes ao calor soldadas em uma grade ou padrão de grelha.
• Vantagens: Relativamente leve, alta taxa de área aberta, baixa resistência ao fluxo de ar e fabricação flexível. Adequado para cargas médias e situações que exigem forte fluxo de ar.
• Desvantagens: Após uso prolongado em altas temperaturas, os pontos de solda podem desenvolver rachaduras. O limite de carga é inferior ao tipo fundido.

3. Placa perfurada / tipo de malha tecida:

• Materiais: Perfuração em placas de aço resistentes ao calor ou tecelagem em arame de liga resistente ao calor.
• Estrutura: Uma única placa com furos densos ou múltiplas camadas de malha tecida.
• Vantagens: Distribuição de fluxo de ar muito uniforme, leve. Adequado para peças pequenas, tratamento térmico brilhante ou processos com requisitos extremamente elevados de uniformidade de atmosfera (por exemplo, tratamento de solução de aço inoxidável).
• Desvantagens: Capacidade de carga mais fraca, propensa a deformação, não adequada para peças pesadas.

4. Tipo modular/dividido:

• Para fornos de cava muito grandes, uma bandeja de peça única pode ser difícil de fabricar e manusear. Ele pode ser projetado como múltiplas seções montadas juntas para facilitar a instalação e substituição.

3. Principais requisitos de desempenho e seleção de materiais

• Resistência a altas temperaturas e resistência à fluência: Capacidade de suportar a carga por longos períodos em temperatura máxima de operação (por exemplo, 950°C, 1100°C ou superior) sem deformação ou colapso significativo.
• Resistência à fadiga térmica: Capacidade de suportar ciclos repetidos de aquecimento-resfriamento sem rachar.
• Resistência à corrosão atmosférica: Boa estabilidade química em atmosferas de cementação, nitretação ou oxidação/redução, resistindo à fragilização e formação de pó.
• Boa estabilidade estrutural: O projeto deve levar em conta a expansão térmica para evitar emperramento dentro da câmara do forno.

Materiais Comuns:

• Faixa de temperatura média (~abaixo de 900°C): ZG30Cr18Mn12Si2N (aço nitrogênio de terras raras), menor custo.
• Faixa de alta temperatura (900°C - 1150°C):
  • Mainstream: ZG35Cr24Ni7SiN (por exemplo, semelhante ao tipo ACI HN), ZG40Cr25Ni20Si2 (por exemplo, semelhante ao tipo ACI HK, 2520).
  • Requisitos/temperaturas mais altas: ZG45Cr26Ni35Si2 (por exemplo, semelhante ao tipo ACI HP), ZG30Cr26Ni5 (aço com alto teor de cromo), etc.
• Temperatura muito alta ou ambientes especiais: Podem ser utilizadas ligas à base de níquel (por exemplo, série Inconel).

4. Principais considerações de design

1. Proporção de área aberta e fluxo de ar: A área aberta deve corresponder à potência do ventilador do forno para garantir um fluxo de ar suave e uniforme.

2. Força e Peso: Otimize o design das nervuras para reduzir o peso e, ao mesmo tempo, garantir a capacidade de carga e a vida útil, economizando energia.

3. Ajuste com corpo do forno:

1. 1. Folga: Deve ser deixada uma folga de expansão apropriada entre a bandeja e a parede do forno (normalmente 10-30 mm por lado, dependendo do diâmetro e da temperatura).
   2. Vedação: Para fornos de poço com retortas, a bandeja deve ter uma boa vedação ou estrutura com o fundo da retorta para guiar o fluxo de ar.

4. Estrutura de elevação: Deve ter alças de elevação resistentes ou uma estrutura que faça interface segura com a cesta/ferramenta de elevação.

5. Notas de uso e manutenção

1. Colocação de nível: As peças de trabalho devem ser distribuídas uniformemente durante o carregamento para evitar sobrecarga local.

2. Inspeção Regular:

• • Deformação: Verifique o nivelamento. Empenamento severo requer nivelamento ou substituição.
  • Rachaduras: Especialmente em conexões de nervuras em bandejas fundidas e soldas em bandejas soldadas.
  • Corrosão/Fragilização: Verifique se há oxidação/incrustação severa ou corrosão intergranular.

3. Limpeza: Após cada ciclo do forno, limpe as incrustações e detritos caídos na bandeja para evitar acúmulo, entupimento de furos e corrosão.

4. Evite choque térmico: Dentro dos limites do processo, controle as taxas de aquecimento e resfriamento tanto quanto possível para prolongar a vida útil.

5. Manuseio adequado: Use ferramentas de elevação dedicadas e evite colisões com a parede da câmara do forno.

Resumo
A bandeja base do forno está longe de ser um simples “palete”. É uma peça-chave de ferramental resistente ao calor que integra suporte estrutural, orientação atmosférica e transferência de calor. Sua seleção de materiais, projeto estrutural e condições de manutenção afetam diretamente:

• A uniformidade e estabilidade do processo de tratamento térmico
• A consistência da qualidade do produto
• A eficiência de utilização da atmosfera do forno
• A vida operacional segura do próprio equipamento

A seleção da bandeja apropriada é um aspecto crucial da aplicação e manutenção do forno de poço.

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