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Um **forno** é um forno ou uma fornalha especializada projetada para aquecer materiais em altas temperaturas. A construção de um forno exige criatividade e ideias inovadoras, garantindo que a eficiência energética e o controle de emissões estejam sob controle. Aqui estão nove tipos populares de fornos que podem ser construídos.
Forno de tiragem descendente
Um forno de tiragem descendente é um tipo de forno de tiragem cruzada que é comumente usado para a fabricação de tijolos. Tanto os fornos de tiragem ascendente quanto os de tiragem descendente podem ser aquecidos de forma intermitente ou contínua. O forno de tiragem descendente tem a vantagem de usar menos combustível do que os fornos de tiragem cruzada. Um forno de tiragem descendente bem projetado usará menos combustível do que um forno de tiragem cruzada do mesmo tamanho porque pode atingir uma melhor taxa de retenção de calor.
Forno de tiragem ascendente
Este é outro forno intermitente que depende de tiragem natural e temperaturas de queima relativamente baixas, de cerca de 600 a 900 graus centígrados. Nos fornos de tiragem ascendente, o calor flui para cima através dos tijolos que estão sendo queimados, e o ar quente sai através de uma chaminé no topo.
Forno de tiragem mista
Este forno combina o sistema de tiragem ascendente e descendente. As câmaras de queima de um forno de tiragem mista são dispostas de forma linear, geralmente com produtos passando por elas em um fluxo horizontal. O combustível é queimado na seção de tiragem ascendente, e os produtos da combustão são puxados para baixo na seção de tiragem descendente.
Forno de armadilha de desaparecimento
O forno de armadilha de desaparecimento ou VT é uma inovação recente no forno de armadilha. No forno VT, os gases de escape da queima de tijolos são puxados para a chaminé por um ventilador. Os fornos VT são mais eficientes em termos de combustível do que os TKs e têm melhor controle sobre as emissões.
Forno intermitente
Um forno intermitente é um forno que só é aquecido de vez em quando. Esses fornos são comuns em indústrias onde as taxas de produção são relativamente baixas ou onde produtos com valor agregado exigem processamento em bateladas. Os fornos intermitentes podem ter uma grande variedade de configurações, incluindo projetos de tiragem ascendente, descendente e mista. Eles também são geralmente menores do que os fornos contínuos.
Forno contínuo
Um forno contínuo opera sem parar e é projetado para queimar tijolos durante todo o dia. A operação contínua do forno é viabilizada pelo uso de túnel ou tecnologia de esteira. Os fornos contínuos têm as vantagens de um menor consumo de combustível por unidade de produção, um maior grau de automação e uma menor necessidade de espaço.
Forno de tiragem ascendente iluminado por cima (TLUD)
Este é um forno de pequeno lote adequado para a queima de cerâmica de baixo custo. Os TLUDs funcionam com o princípio da pirólise. Neste processo, a biomassa é aquecida na ausência de oxigênio para produzir gás combustível que é inflamado para liberar um fluxo descendente de calor.
Forno de pote
Os fornos de pote também são conhecidos como fornos de saggar ou de tiragem ascendente. Estes são fornos intermitentes de tiragem descendente ou ascendente que são aquecidos com gás natural, eletricidade ou outras formas de combustível em uma configuração de eixo ou vertical. O nome forno de pote deriva do uso de potes ou saggars para proteger a cerâmica da contaminação atmosférica durante o processo de queima.
Fornos rotativos
Os fornos rotativos são tipos especiais de fornos contínuos em que o material a ser queimado é submetido a ciclos de aquecimento e resfriamento ao ser girado em uma velocidade constante. Enquanto rola em um plano ou em uma malha, o ar quente circula ao redor dele, criando um gradiente de temperatura. Este método é útil para materiais densos que precisam ser tratados termicamente em altas temperaturas.
A construção de um forno exige muita atenção aos detalhes em relação às especificações. A lista a seguir explica algumas especificações-chave para dois tipos comuns de fornos que os construtores devem considerar ao planejar ou construir um forno para sua finalidade específica.
Capacidade
A capacidade do forno refere-se ao volume ou peso de materiais que podem ser aquecidos ou queimados ao mesmo tempo. Isso é geralmente medido em pés cúbicos ou metros cúbicos para fornos cerâmicos ou de cerâmica, e para fornos industriais, como fornos de cimento, pode ser em termos de volume, peso ou mesmo número de bateladas por hora.
Faixa de temperatura
A faixa de temperatura indica a temperatura máxima que o forno pode atingir. Diferentes materiais exigem diferentes faixas de temperatura para queima e processamento ideais. Por exemplo, fornos de cerâmica e cerâmica precisam atingir temperaturas altas (até 2.400°F ou 1.300°C) para a vitrificação da cerâmica, enquanto os fornos de cimento precisam atingir temperaturas ainda mais altas (até 2.600°F ou 1.430°C) para a produção de cimento.
Elementos de aquecimento
Os elementos de aquecimento de um forno são os que fornecem o calor necessário para queimar ou processar os materiais dentro dele. Dependendo do tipo e do projeto do forno, isso pode assumir a forma de queimadores de gás (que podem ser elétricos, de vidro, de sal etc.), madeira, propano ou gás natural, ou até mesmo bobinas elétricas. No caso de fornos elétricos, por exemplo, eles geralmente usam bobinas elétricas feitas de um óxido metálico chamado zircônio que funciona bem em altas temperaturas.
Isolamento
Essa barreira cuidadosamente construída ao redor da câmara interna de um forno ajuda a evitar que o calor escape, ao mesmo tempo em que protege as partes externas de ficarem muito quentes, o que provavelmente causaria danos ou ferimentos. Os materiais isolantes podem ser qualquer coisa externa ao ar, como fibra de madeira, tijolo ou fibra cerâmica, desde que seja capaz de manter altas temperaturas e não derreter ou se deformar facilmente com o tempo.
Sistema de controle
O sistema de controle de um forno é o que regula sua temperatura e atmosfera durante os ciclos de queima, e isso é alcançado por meio de controladores programáveis, temporizadores e controles atmosféricos que podem incluir medição do fluxo de gás, sensores de pressão ou amostragem analítica.
Para garantir a longevidade e a confiabilidade, é essencial sempre limpar os depósitos de cinzas com escovas macias/ventiladores de extração após cada ciclo de queima - incluindo áreas como chaminés de saída, queimadores de gás, venturi e outras. Isso ajuda a evitar obstruções. Além disso, examine os elementos do forno sob boa iluminação regularmente dentro das partes do venturi/entrada onde as áreas mais quentes estão, prestando atenção especial a qualquer possível desintegração além dos limites testados.
Um forno construído sob medida é útil em várias indústrias. Aqui estão algumas maneiras comuns pelas quais as empresas constroem e usam fornos.
Ao construir um forno, os compradores precisam compreender os materiais e a estrutura. Em particular, entender a forma e o tamanho da câmara de queima é crucial para atingir o desempenho desejado. A forma geralmente é esférica, retangular ou oval, enquanto o tamanho depende do volume de produtos a serem processados.
A seleção de materiais internos também é crucial, pois eles impactam a preservação do calor e a resistência. Os tijolos refratários são extremamente populares porque suportam temperaturas muito altas, além de serem duráveis. Além disso, os materiais isolantes, como o isolamento de fibra cerâmica, ajudam a conservar energia minimizando a perda de calor. Chapas de aço ou ferro são comumente usadas para materiais externos devido à sua resistência e capacidade de suportar altas temperaturas.
Além disso, o sistema de controle de fluxo de ar merece atenção cuidadosa, pois regula o fluxo de ar para e dentro do forno. Normalmente, as chaminés de queda são instaladas no topo para permitir que o ar quente suba. A pressão agora é reduzida para abaixo do normal com a adição de pontos de saída de fumaça. Além disso, os compradores com limitações de orçamento podem considerar fornos usados, que são muito mais baratos do que os novos. Antes de tomar uma decisão, é essencial inspecionar a condição do forno usado, bem como determinar se há necessidade de reparo ou atualização.
P1: Quanto calor um forno precisa?
A1: A quantidade de calor necessária varia dependendo dos materiais que estão sendo processados e do resultado desejado. Por exemplo, os fornos cerâmicos geralmente precisam atingir temperaturas entre 1.000°C e 1.200°C para atingir a dureza e a durabilidade adequadas dos produtos cerâmicos.
P2: Como o calor gerado em um forno é controlado?
A2: Em fornos industriais, o calor é gerado pela combustão de combustível. A taxa de combustível é geralmente controlada pelo sistema de alimentação e pode ser ajustada de acordo com as demandas. Outras maneiras de controlar a alimentação de combustível incluem ajustar a temperatura do ar. Além disso, os combustíveis também podem ser processados em um forno por meio do sistema de controle de loop fechado, que monitora a saída de calor e a temperatura do forno, e depois ajusta automaticamente a taxa de combustível e o fluxo de ar do forno para otimizar o processo de combustão e manter a temperatura desejada.
P3: Construir um forno é ecologicamente correto?
A3: Os fornos tradicionais podem ter um impacto ambiental significativo. No entanto, os projetos mais recentes de fornos industriais podem ser mais ecologicamente corretos. Por exemplo, os fornos de alta eficiência energética são projetados para reduzir o consumo de energia. Alguns fornos modernos também são equipados com sistemas de coleta de poeira para evitar a liberação de material particulado fino na atmosfera.