Ryzyko wystąpienia gradientu termicznego w systemach pieców o długich walorach

W długich piecach walcowych zarządzanie cieplne nie ogranicza się tylko do etapów ogrzewania i pieczenia.Jednorodność chłodzenia podczas wyłączania i obniżania temperaturyjest równie istotne dla zapewnienia niezawodności konstrukcyjnej mebli piecowych i walców ceramicznych.

Doświadczenia z terenu pokazują, że uszkodzenia walców często nie występują podczas stabilnej pracy w wysokich temperaturach.gdy gradienty termiczne stają się bardziej wyraźne wzdłuż długości pieca i w przekroju przekroju walcowego.

W niniejszym artykule analizowano, dlaczego nienormalność chłodzenia jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na niezawodność pieca rolkowego.

W porównaniu z krótkimi piecami, długie pieca rolkowe naturalnie wykazują:

• Większe gradienty temperatury wzdłuż długości pieca

• Powolniejszy czas reakcji termicznej

• Nienormalne rozmieszczenie przepływu powietrza

• Różne prędkości chłodzenia w różnych strefach

• Opóźnione rozpraszanie ciepła z konstrukcji ogniotrwałych

W miarę wzrostu długości pieca osiągnięcie równomiernego chłodzenia staje się znacznie trudniejsze, zwłaszcza w systemach ciągłej produkcji, takich jak pieczenie ceramiczne i wysokiej przepustowości linii sinterujących.

Podczas chłodzenia różne części układu kurczą się w różnych tempie:

• Obszary powierzchni chłodzą się szybciej

• Główne regiony pozostają termicznie rozszerzone

• Kontrakcja różnicowa generuje napięcie napędowe

Jeżeli gradient termiczny przekracza tolerancję materiału, może wystąpić zlokalizowane pękanie, zwłaszcza w kruchych komponentach ceramicznych, takich jak rolki SiC.

Rolki z węglem krzemowym zapewniają doskonałą wydajność w wysokich temperaturach, w tym wysoką sztywność, przewodność cieplną i odporność na utlenianie.pozostają wrażliwe na napięcie cieplne powodowane nierównomiernymi warunkami chłodzenia.

W przypadku wystąpienia różnic temperatury w całym nadwozie walcownicy:

• Warstwy zewnętrzne kurczą się wcześniej niż wewnętrzne

• Niezgodność termiczna powoduje napięcie

• Zwiększa się stężenie naprężenia na krawędziach i strefach wsparcia

Wysokiej wydajności elementy takie jak:Wręby ceramiczne Sintered SiC bezciśnieniowe do pieców z płomieniami na rolkachsą zaprojektowane do pracy w tych wymagających warunkach, ale kontrola cieplna na poziomie systemu pozostaje niezbędna.

Nierównomierne chłodzenie wzdłuż osi pieca może wystąpić z powodu:

• Pozycjonowanie wentylatora

• Wyciek powietrza

• Efekty otwierania drzwi

• Lokalne różnice w izolacji

Powoduje to gradienty temperatury osiowej i nierówne zachowanie skurczów.

Obszary powierzchniowe chłodzą się szybciej niż rdzeń, tworząc odwrotne gradienty termiczne.

Podczas stabilnej pracy warunki termiczne są stosunkowo zrównoważone.

• Wskaźniki chłodzenia wahają się

• Rozkład przepływu powietrza zmienia się szybko

• Temperatura powierzchni spada szybciej niż temperatura wewnętrzna

W związku z tym wyłączenie jest jedną z faz o najwyższym ryzyku awarii rolki w długich systemach pieca.

Powietrze chłodzące powinno być równomiernie rozmieszczone, aby uniknąć lokalizowanego przechłodzenia, zwłaszcza w pobliżu końcówkowych rolków i obszarów podtrzymujących.

Stopniowe chłodzenie zmniejsza wstrząs cieplny i minimalizuje nagromadzenie się naprężeń.

Całkowita strategia niezawodności pieca wymaga zintegrowanej kontroli materiałów, struktury i zachowania termicznego.

Pełna gamamateriały ceramiczne z węglika krzemu i rozwiązania układów piecowychjest dostępny do zastosowań przemysłowych o wysokiej temperaturze, w tym rolków, bel i niestandardowych elementów pieca.

W miarę wzrostu długości pieca:

• Odległość termiczna staje się znacznie większa

• Punkty wsparcia gromadzą obciążenia ograniczające

• Droga przepływu powietrza staje się mniej jednolita

• Zmiany strukturalne wprowadzają zlokalizowane strefy napięcia

Oznacza to, że długie piece wymagają znacznie dokładniejszego zarządzania cieplnym w porównaniu z krótszymi systemami.

Jednorodność chłodzenia jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na niezawodność walców w systemach długich pieców.

W wielu przypadkach:

• Stabilna praca w wysokiej temperaturze nie jest najbardziej niebezpiecznym warunkiem

• Nierównomierne chłodzenie podczas wyłączenia powoduje najwyższy napięcie cieplne

Niezawodna eksploatacja wymaga kontroli:

• Rozkład gradientu cieplnego

• Bilans przepływu powietrza

• Elastyczność wsparcia

• Kontrolowane procedury chłodzenia

Shaanxi Kegu New Material Technology Co., Ltd.