January 21, 2026
الاختيار العلمي لـالطوب الحراري للأفران الصهر الوميضي هو أساس حاسم لضمان التشغيل الآمن والمستقر لمعدات صهر المعادن غير الحديدية. فرن الصهر الوميضي هو جهاز صهر معادن غير حديدية على نطاق واسع، يتكون بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء: برج التفاعل، وخزان الترسيب، ومدخنة الصعود. نظرًا للاختلافات الكبيرة في مستويات درجة الحرارة وخصائص الوسائط وظروف تآكل تدفق الهواء في كل جزء، يجب تصميم اختيار المواد الحرارية والتكوين الهيكلي خصيصًا وفقًا لظروف التشغيل المحددة.
الخصائص الهيكلية العامة ومبادئ اختيار المواد الحرارية لأفران الصهر الوميضي
تؤدي المناطق الوظيفية المختلفة لفرن الصهر الوميضي وظائف عملية مختلفة، وبالتالي لديها متطلبات مختلفة بشكل كبير لأداء المواد الحرارية. برج التفاعل مسؤول بشكل أساسي عن التفاعلات السريعة ذات درجة الحرارة العالية، وخزان الترسيب مسؤول عن تخزين الانصهار والفصل، ومدخنة الصعود مسؤولة عن نقل غاز المداخن ذي درجة الحرارة العالية. لذلك، يجب أن يأخذ اختيار الطوب الحراري في الاعتبار بشكل شامل مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة تآكل الخبث، ومقاومة تآكل تدفق الهواء، وظروف الصيانة والاستبدال، بدلاً من مجرد السعي وراء المواد عالية الجودة.
برج التفاعل: تكوين الطوب الحراري في ظل ظروف درجة الحرارة العالية والتآكل الشديد
برج التفاعل هو الجزء الأكثر أهمية في فرن الصهر الوميضي، مع أعلى درجة حرارة وأكثر تفاعلات المواد تركيزًا. يمكن أن تصل درجة الحرارة القصوى داخل الفرن إلى 1400-1500 درجة مئوية. تمر مواد الفرن ذات درجة الحرارة العالية وتدفق الهواء عبر جسم البرج بسرعة في غضون ثوانٍ، مصحوبة ببعض المواد المنصهرة التي تتدفق على طول الجدار الداخلي، مما يتسبب في تآكل وتآكل كيميائي شديدين لـالطوب الحراري. نظرًا لأن برج التفاعل معلق فوق خزان الترسيب ويصعب استبداله، فإن البطانة الرئيسية تستخدم عادةً طوب المغنيسيا-كروم المنصهر بالكهرباء أو طوب المغنيسيا-كروم المصبوب بالكهرباء لتلبية المتطلبات الشاملة لمقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل.
ظروف عمل البطانة العلوية لبرج التفاعل معتدلة نسبيًا. تتحمل هذه المنطقة بشكل أساسي الحرارة المشعة، ودرجة الحرارة أقل، ولا تتلامس مباشرة مع مواد الفرن. يمكن استخدام طوب المغنيسيا-كروم شبه المعاد تجميعها أو طوب المغنيسيا-كروم عالي الجودة المرتبط مباشرة. في ظل ظروف الصهر الغني بالأكسجين عالي النقاء والتبريد المعزز، يمكن تقليل الاعتماد على طوب المغنيسيا-كروم عالي الجودة.
خزان الترسيب: تطبيق المواد الحرارية المتمايزة في مناطق متعددة
خزان الترسيب هو المنطقة الأكثر تعقيدًا من حيث تكوين المواد الحرارية في فرن الصهر الوميضي. تخضع المساحة العلوية لخزان الترسيب بشكل أساسي لغازات ذات درجة حرارة عالية تزيد عن 1350 درجة مئوية. نظرًا لأنه لا يتلامس مباشرة مع المادة المنصهرة، فإن درجة التآكل والتآكل خفيفة نسبيًا. عادة ما يتم استخدام طوب المغنيسيا-كروم شبه المعاد تجميعها أو طوب المغنيسيا-كروم عالي الجودة المرتبط مباشرة، جنبًا إلى جنب مع هيكل شعاع مبرد بالماء لتقليل درجة حرارة سقف الفرن وإطالة عمره التشغيلي.
خط الخبث لخزان الترسيب والمنطقة الواقعة أسفل برج التفاعل هما أكثر المناطق تآكلًا. خبث الفرن الوميضي قلوي، وغني بـ FeO و SiO₂، وله خصائص تآكل قوية تجاه الطوب الحراري. كما أنه يتأثر بتآكل المواد المنصهرة وعمليات سحب الخبث المتكررة. تستخدم هذه المنطقة عادةً طوب المغنيسيا-كروم شبه المعاد تجميعها عالي الجودة مع مقاومة ممتازة للخبث ومقاومة التآكل. طوب المغنيسيا-كروم المعاد تجميعها بالصهر الكهربائي أكثر ملاءمة لمنطقة خط الخبث.
يشكل قاع الفرن والمنطقة الواقعة أسفل خط الخبث الأساس الحامل للهيكل المبطن للفرن. على الرغم من أن درجة التآكل خفيفة نسبيًا، إلا أن جانبًا واحدًا على الأقل على اتصال طويل الأمد بسائل ذي درجة حرارة عالية، مما يتطلب قوة ضغط عالية، ومسامية ظاهرية منخفضة، ودرجة حرارة تليين عالية للحمل. في الهندسة العملية، غالبًا ما يتم استخدام طوب المغنيسيا-كروم شبه المعاد تجميعها عالي الضغط أو طوب المغنيسيا-كروم المعاد تجميعها بالصهر الكهربائي. يتم دمج الطبقات السفلية والمتوسطة من قاع الفرن مع طوب الطين الحراري وطوب العزل عالي الحرارة لتلبية متطلبات تحمل الأحمال والعزل.
اختيار المواد الحرارية للأجزاء المتصلة والمدخنة الصاعدة
تخضع الأجزاء المتصلة لبرج التفاعل وخزان الترسيب والمدخنة الصاعدة لأكثر تآكل تدفق الهواء تركيزًا. تستخدم هذه المنطقة عادةً أنبوب نحاسي للتبريد كإطار عمل، مع ملء مادة الصب الحرارية غير المتبلورة بالداخل. يُطلب من المادة أن تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة التآكل في درجات الحرارة المرتفعة، بالإضافة إلى سيولة جيدة أثناء البناء ووقت معالجة كافٍ.
المدخنة الصاعدة هي قناة لتجميع وتصريف غاز المداخن من الفرن الوميضي. تبلغ درجة حرارة التشغيل العادية بشكل عام 1250-1300 درجة مئوية، وتتراوح سرعة غاز المداخن من 5.0 إلى 9.0 م / ث في مناطق مختلفة. الـالطوب الحراري في هذه المنطقة عرضة لتآكل تدفق الهواء وعرضة أيضًا لتراكم الغبار. عادة ما يتم استخدام طوب المغنيسيا-كروم شبه المعاد تجميعها أو طوب المغنيسيا-كروم المرتبط مباشرة. تتمتع المنطقة القريبة من خزان الترسيب وفوق منفذ تصريف الخبث بدرجات حرارة أعلى وتغيرات كبيرة في تدفق الهواء، مما يجعل طوب المغنيسيا-كروم شبه المعاد تجميعها أكثر ملاءمة. تستخدم بعض المشاريع هياكل صفائح نحاسية مبردة بالماء لتقليل تكرار الصيانة.الخلاصة
يجب أن يسترشد اختيار الطوب الحراري لأفران الصهر الوميضي بمبدأ الملاءمة لظروف التشغيل. تظهر التجربة العملية أن التخصيص الرشيد للمواد الحرارية في أجزاء مختلفة من الفرن يجب أن يحقق توازنًا بين الأداء وفعالية التكلفة، مع تلبية متطلبات مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل والسلامة الهيكلية. إنها ليست مجرد مسألة استخدام أعلى المواد المتوفرة جودة.
