В длинных роликовых печах контроль температуры важен не только во время нагрева и обжига.
Однородность охлаждения также имеет решающее значение для поддержания конструктивной надежности мебели печи и керамических роликов.

Во многих промышленных случаях повреждение ролика не происходит при стабильной высокотемпературной работе.
Вместо этого часто возникают сбои во время охлаждения, особенно когда распределение температуры становится неравномерным вдоль длины печи или вдоль секции ролика.

В данном тематическом исследовании объясняется, почему однородность охлаждения играет решающую роль в надежности длинных печей.

По сравнению с короткими печами, длинные печи обычно испытывают:

• Большие температурные градиенты
• Более длительное время тепловой реакции
• Неравномерное распределение воздушного потока
• Различные скорости охлаждения между зонами
• Отсроченное высвобождение тепла от огнеупорных конструкций

По мере увеличения длины печи, поддержание совершенно равномерного охлаждения становится все труднее.

Это особенно важно для:

• Печи на роликах
• Печи из аккумуляторных материалов
• Печи для синтеза керамических изделий
• Линии непрерывной продукции высокой пропускной способности

Валы из карбида кремния имеют:

• Высокая жесткость
• Высокая теплопроводность
• Отличная стойкость при высоких температурах

Тем не менее, даже высокопроизводительные материалы SiC остаются чувствительными к тепловому напряжению, вызванному дифференциальным охлаждением.

Когда одна область охлаждается быстрее другой:

• Сначала контракты на поверхность
• Внутренняя часть расширена
• Напряжение натяжения развивается в более холодных регионах

Если разница температуры становится достаточно большой, может возникнуть начало трещины.

Одна сторона ролика может охлаждаться быстрее из-за:

• Различная экспозиция воздушного потока
• Положение вентилятора
• Утечка печи
• Открытие двери
• Неравномерная изоляция

Результат:

• Аксиальный тепловой градиент
• Дифференциальное сокращение
• Склонность к изгибу ролика

Поверхность охлаждается быстрее, чем ядро:

• Сначала контракты внешнего слоя
• Внутренняя часть остается горячей.
• Формы обратного теплового градиента

Это создает напряжение вблизи поверхности и краев.

При стабильной работе:

• Распределение температуры относительно равномерно
• Тепловое равновесие поддерживается
• Нагрузка стабильна.

Во время отключения:

• Скорость охлаждения колеблется
• Скоро меняется воздушный поток
• Температура поверхности быстро падает
• Тепловые градиенты резко увеличиваются

В результате отключение часто является наиболее опасной стадией для роликовых систем длинной печи.

Концы ролика более подвержены воздействию внешнего воздуха и механических ограничений.

Общие замечания:

• Разрыв конечного края
• Окрашивание краев
• Перелом уголков

Регионы, получающие поддержку, испытывают комбинированные эффекты:

• Местное ограничение
• Тепловое сокращение
• Концентрация контактного напряжения

Трещины часто возникают вблизи интерфейсов поддержки.

Области между горячими и холодными регионами часто развиваются:

• Дифференциальное расширение
• Местное изгибание
• Напряжение теплового несоответствия

Эти зоны очень чувствительны во время охлаждения.

По мере увеличения длины печи:

Это означает, что длинные печи требуют гораздо более строгого контроля управления теплой, чем более короткие системы.

Избегайте концентрированного охлаждения вблизи:

• Конец ролика
• Регионы поддержки
• Местные выхлопные точки

Сбалансированный воздушный поток уменьшает тепловые градиенты.

Быстрое охлаждение резко увеличивает напряжение.

Контролируемое постепенное охлаждение помогает:

• Уменьшить концентрацию стресса
• Минимизировать тепловой удар
• Улучшить срок службы ролика

Системы поддержки должны позволять:

• Тепловое расширение
• Аксиальное движение
• Компенсация за незначительное перемещение

Слишком затянутые опорные конструкции усиливают тепловое напряжение.

К критическим областям относятся:

• Входы/выходы печей
• Зоны охлаждения
• Местонахождение вентиляторов
• Регионы структурного перехода

Единообразие важнее абсолютной скорости охлаждения.

Часто возникает недоразумение:

"Ролл не работает, потому что рабочая температура слишком высока".

На самом деле, многие неудачи происходят потому, что:

• Охлаждение было неравномерным
• Тепловое сокращение было ограничено
• Напряжение натяжения, возникшее во время отключения

Проблема часто в тепловом градиенте, а не в самой максимальной температуре.

Однородность охлаждения является одним из наиболее важных факторов, влияющих на надежность ролика в длинных печах.

Во многих практических применениях:

• Устойчивая высокая температура - не самое опасное состояние
• Неравномерное охлаждение во время отключения создает наибольшее тепловое напряжение

Для долгосрочной надежной эксплуатации печи инженерное направление должно включать:

• Единое управление охлаждением
• Дизайн сбалансированного воздушного потока
• Соответствующая гибкость поддержки
• Уменьшение теплового градиента
• Процедуры контролируемого отключения

Длинные печи требуют не только прочных роликов, но и стабильного теплового управления в течение всего цикла охлаждения.

Компания Shaanxi Kegu New Material Technology Co., Ltd.