I. Antecedentes e especificações de equipamento do projecto

Este estudo de caso envolve um forno de apagamento rápido vertical de liga de alumínio com uma zona de trabalho efetiva de 1200×1200×1100 mm (diâmetro × altura).É um forno de aquecimento por resistência a ciclo utilizado principalmente para tratamento de solução e apagamento rápido de fundições e chapas de liga de alumínioO equipamento tem uma potência nominal de 135 kW, uma tensão nominal de 380 V de 50 Hz trifásico e uma temperatura nominal de 650 °C com temperatura de funcionamento ajustável.

O posicionamento estrutural deste equipamento difere dos fornos de apagamento convencionais tipo caixa: as peças de trabalho são suspensas no interior do forno,e o reservatório de apagamento está situado directamente abaixo do corpo do fornoApós a abertura da porta do forno, a peça de trabalho pode cair directamente na água. Esta disposição vertical é a base física para conseguir uma transferência rápida.

II. Controle de temperatura e conceção de zonas

O sistema de controlo de temperatura emprega uma arquitetura de dois níveis. O nível superior é um ecrã táctil de 10 polegadas responsável pela definição centralizada, controlo, monitorização, gravação,e armazenamento de curvas do processo de tratamento térmicoO nível inferior utiliza controladores de temperatura PID industriais Eurotherm 3504 com uma precisão de controlo de ± 1°C e uniformidade da temperatura do forno de ± 3°C durante a fase de retenção.

As zonas de aquecimento são configuradas como 2 zonas ligadas em configuração estelar. Cada zona está equipada com um dispositivo de alarme de sobre-temperatura, indicação de conclusão do programa,Alarme de sobre-temperatura sonoro e visualO controlador de temperatura dispõe de uma função de auto-ajuste em linha que calcula os parâmetros PID ideais com base nas características térmicas reais do forno,taxa de aquecimento de equilíbrio contra o excesso.

III. Configuração do revestimento do forno e do elemento de aquecimento

O revestimento do forno utiliza algodão de fibra refratária padrão, com as paredes e o telhado construídos como estruturas totalmente de fibra com uma espessura de isolamento total não inferior a 240 mm.Os blocos dobrados de fibra passam por pré-compressão secundária antes da instalação, com uma densidade de compressão não inferior a 230 kg/m3 e fixados à cobertura do forno com barras redondas de aço inoxidável.,Os componentes de fixação são estampados em chapa de aço inoxidável 1Cr18Ni9Ti.

Os elementos de aquecimento são tiras de resistência de liga 0Cr25Al5, prensadas com moldes dedicados para evitar danos de processamento.permitindo uma manutenção e substituição convenientes e rápidasDurante a instalação, são colocadas entre a parede da fibra e a tira de resistência, para evitar o contacto direto entre a superfície da fibra e a tira, as válvulas cerâmicas.o que aumenta a dissipação de calor da fitaTanto os parafusos como as válvulas cerâmicas são feitos de material de alta alumina e sinterizados a altas temperaturas para assegurar uma resistência e uma vida útil suficientes.As tiras de resistência são suspensas em torno da câmara do fornoOs elementos de aquecimento utilizam uma ligação estelar, com carga superficial controlada abaixo de 1.6 W/cm2 ¢ um valor inferior ao limite de projeto convencional para as tiras de resistência, destinado a prolongar a vida útil dos elementos em ciclos frequentes de aquecimento e arrefecimento.

IV. Circulação de ar quente e sistema de orientação do ar

O material do ventilador é concebido para suportar altas temperaturas prolongadas sem deformação,com rolamentos arrefecidos a ar para acomodar o ambiente de telhado de alta temperaturaO capô de guia de ar maximiza o componente longitudinal da força centrífuga gerada pelo ventilador, pressionando o ar quente para baixo.O ar passa então pela peça de trabalho e é atraído de volta para a entrada do ventilador a partir do fundo, formando um circuito de circulação fechado.Este caminho de fluxo de ar assegura a uniformidade do campo de temperatura dentro da câmara do forno e é um projeto de suporte para o método de carga por suspensão, permitindo que o fluxo de ar passe.

V. Mecanismo de elevação do cesto de material e de bloqueio da porta do forno

O mecanismo de elevação do cesto de material é constituído por um guincho elétrico, uma cadeia de elevação de anel e blocos de poleas.O guincho é uma unidade controlada eletricamente de duas velocidades com uma velocidade de corda de até 18 metros por minuto, satisfazendo o requisito de descida rápida na água; a fase de ascensão utiliza velocidade lenta para reduzir o impacto inercial quando a peça de trabalho e a cesta entram no forno.O guincho possui controle de inch e um dispositivo de auto-bloqueioO sistema de poleas é instalado na parte superior do corpo do forno, o sistema de poleas é instalado na parte superior do corpo do forno, o sistema de poleas é instalado na parte superior do corpo do forno, e o sistema de poleas é instalado na parte superior do corpo do forno.com um diâmetro superior a 50 mm,, assegurando uma elevação e um abaixamento suaves do cesto.

A porta do forno está localizada na parte inferior do corpo do forno e se move lateralmente, com trilhos de guia no lado para manter o movimento horizontal.Quando fechar, o cilindro empurra a porta para a posição fechada e continua a aplicar pressão, levantando a porta para cima através de um mecanismo de alavanca no lado para pressioná-la firmemente contra o corpo do forno.O mecanismo de elevação e o mecanismo da porta do forno estão interligados: o mecanismo de elevação só pode ser ligado e operado após a porta do forno estar totalmente aberta (neste momento, a energia do elemento de aquecimento foi cortada).Esta lógica interlock evita danos ao equipamento de mau funcionamento quando a porta não está aberta.

VI. Tempo de transferência de apagamento e reservatório de apagamento

O tempo de transferência de apagamento é definido como o tempo entre a abertura da porta do forno e a imersão total da peça em água, com um requisito de projeto não superior a 10 segundos.Este parâmetro é crítico para o processo de tratamento da solução de liga de alumínio quanto mais curto o tempo de transferênciaQuanto maior a taxa de arrefecimento através da faixa sensível ao apagamento, maior o efeito de reforço do envelhecimento.

O reservatório de apagamento é de construção móvel, accionado por um motor de 2,2 kW. Dois motores de circulação de 3 kW são instalados no reservatório para agitar continuamente a água durante o apagamento,Manter a temperatura da água uniforme e acelerar a transferência de calor da superfície da peça de trabalhoO tanque é soldado a partir de uma chapa de aço de 5 mm de espessura e testado para a estanquidade.com a secção frontal a servir de área de mesa de trabalho do quadro de material e a secção traseira como reservatório de água, com três conjuntos de rodas (um conjunto sendo rodas motrizes).

VII. Sequência de acção do processo

A sequência completa de ações do equipamento é a seguinte: manual loading → quenching cart moves to below the furnace body → furnace door opens → material frame lifting mechanism descends → manual hooking → material frame rises → furnace door closes → heating and holding according to process time → solution treatment ends → stirring water pump starts → furnace door opens → material frame descends → material frame rapidly enters water for quenching → material frame rises → quenching cart exits → material frame descends → manual unhooking followed by return to furnace opening → furnace door closes → manual unloading → next cycle begins.