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Um **forno** é um equipamento industrial usado para aquecer metal até seu ponto de fusão. O principal objetivo do processo de aquecimento é a recuperação, reciclagem ou fabricação de metais. Ferro e aço representam cerca de 90% dos materiais processados em um forno; portanto, os fornos são construídos principalmente para fundir ou purificar metais ferrosos. Sistemas hidráulicos, correntes elétricas, gás natural, ar ou oxigênio são usados para alimentar os fornos e, às vezes, são chamados de "reatores de forno".
Os fornos podem ser categorizados com base em seus processos de fabricação ou métodos de aquecimento.
Todo forno elétrico emite menos poluição para o meio ambiente do que os fornos a combustível. Portanto, a demanda por fornos elétricos está crescendo. A eletricidade pode aquecer uma ampla gama de materiais e tem uma capacidade de aquecimento robusta. No entanto, a infraestrutura elétrica das cidades suporta o uso seguro da eletricidade em ambientes industriais.
Os fornos industriais também podem ser categorizados com base em seu método de aquecimento:
As linhas de produção operadas continuamente podem precisar ser desligadas periodicamente para reparos. Dificultar o processamento de materiais por meio da produção em massa pode ser mais econômico do que trabalhar em porções. No entanto, em algumas indústrias, segmentos mais consideráveis podem ser necessários. Os modelos são explicados em detalhes abaixo com base em como são fabricados.
Muitas unidades agora uniram recursos e inauguraram para construir um forno de fundição em oposição a métodos de diferenciação que destacam como os fornos funcionam. Para mais conhecimento e insights sobre fornos elétricos e o meio ambiente, portanto, são preferidos, os leitores são incentivados a explorar mais.
As especificações do forno variam dependendo do tipo de forno, sua aplicação e o material que ele foi projetado para aquecer. Algumas especificações que fornecerão uma ideia básica são as seguintes:
Qualquer máquina pesada requer cuidados e manutenção para um desempenho eficiente, e os fornos não são exceção. O cronograma de manutenção para fornos industriais varia muito, dependendo dos tipos, modelos e uso. Tendo isso em mente, aqui estão alguns conselhos gerais para usuários que possuem fornos:
Indústrias Metalúrgicas
Os fornos desempenham um papel vital nas indústrias metalúrgicas. Os altos-fornos servem para a fabricação de ferro, onde minério de ferro, coque e calcário são colocados em camadas e gases de alta temperatura são introduzidos. Este processo ajuda na redução do ferro do minério. Os fornos de arco elétrico (FAEs), que também são usados na produção de aço, dependem muito da eletricidade de alta potência.
Fundições
Os fornos de fundição são usados para fundir metais como ferro, alumínio e bronze. É uma etapa essencial nos processos de fundição, durante os quais os metais derretidos são então despejados em moldes para produzir vários componentes e peças ornamentadas.
Indústria Cerâmica
A fabricação de produtos de porcelana, porcelana fina e cerâmica, tanto domésticos quanto industriais, exige um forno cerâmico / de cerâmica para queima de vidro que seja capaz de atingir temperaturas extremamente altas, às vezes até 1450 graus centígrados. Isso permite que o produto atinja a dureza e a translucidez necessárias. Gás ou eletricidade são os métodos mais comuns para atingir temperaturas tão altas.
Forno de cabeçote de cilindro
Quando derretido, o alumínio tem a capacidade de ser moldado em formas estruturais excepcionalmente precisas e leves. Devido a essa distinção, o alumínio é o material preferido para a fabricação dos componentes complexos e de alto desempenho que compõem motores de combustão interna, motores elétricos e sistemas de transmissão automotiva.
Fabricação de vidro
A produção de artigos de vidro inclui garrafas, recipientes, vidro plano, fibra de vidro e esmaltes cerâmicos. Os fornos de têmpera fornecem o tratamento de alta temperatura para aumentar a resistência e a durabilidade dos produtos de vidro, além de controlar a fusão e o refino das matérias-primas.
Indústria Petroquímica
Na indústria petroquímica, os fornos rotativos são essenciais para o processo de produção. Esses fornos são utilizados para a calcinação de coque de petróleo, um material precursor para a produção de ânodos. Os ânodos têm grande importância nas operações de fundição de alumínio. Além disso, os fornos rotativos empregados no setor petroquímico atendem a múltiplos objetivos, como a craqueamento de carbonato de cálcio, a redução de vários óxidos metálicos e a ativação de minerais.
Os compradores empresariais devem considerar os seguintes fatores ao escolher fornos:
Objetivo:
Identifique a finalidade do forno no processo de produção. É para fornecer calor para alterar as propriedades físicas e químicas dos materiais? Ou é para fornecer calor para manter as propriedades físicas e químicas específicas? Diferentes propósitos levam a diferentes tipos de fornos. Por exemplo, uma caldeira industrial é um forno de alta pressão que fornece vapor para energia.
Capacidade:
Capacidade indica a quantidade de material que um forno pode processar por vez. Um forno de pequena capacidade não desperdiça energia, enquanto um de alta capacidade atende às demandas da produção em massa.
Controle de temperatura:
O sistema de controle de temperatura de um forno tem grande impacto na qualidade da produção. O controle preciso de temperatura ajuda a garantir estabilidade, uniformidade e repetibilidade, enquanto taxas eficientes de aquecimento e resfriamento ajudam a aumentar a produtividade e reduzir o tempo de inatividade.
Eficiência energética:
Considere a eficiência energética de diferentes tipos de fornos ao escolher um para uma aplicação. Por exemplo, um forno de aquecimento por indução pode converter cerca de 80% a 90% da energia elétrica em calor. Ele tem vantagens como alta eficiência, economia de energia, proteção ambiental e baixos custos operacionais.
Recursos de segurança:
Os recursos de segurança incluem isolamento térmico, sistemas de refrigeração, válvulas de segurança e mecanismos de desligamento de emergência. O isolamento térmico, em particular, é crítico porque limita a transferência de calor e reduz efetivamente a perda de energia. Escolha um isolante térmico com alta capacidade térmica para aplicações exigentes.
P1: Quais são as últimas tendências em tecnologia de fornos industriais?
A1: Várias tendências estão surgindo à medida que o forno industrial desempenha um papel fundamental nas indústrias de manufatura em todo o mundo. Novos projetos visam aumentar as capacidades de produção, ao mesmo tempo em que facilitam a manutenção e a manutenção dos equipamentos. Vários geradores em pequena escala e de baixo custo agora permitem sistemas de energia distribuídos em vez de sistemas centralizados que geralmente exigem longas linhas de transmissão. A energia renovável impulsionou a pesquisa sobre fornos elétricos que poderiam funcionar principalmente com energia solar ou eólica combinada com tecnologia de armazenamento. Mesmo os fornos elétricos dependerão mais da inteligência artificial para otimizar seu desempenho. Esses sistemas automáticos permitirão automatizar totalmente as fábricas ao redor do mundo. Os conceitos da Indústria 4.0 estão levando a fornos com maior eficiência energética, uso mais inteligente e menor impacto ambiental.
P2: Qual a diferença entre um forno de indução e um alto-forno?
A2: Um forno de indução usa indução eletromagnética para aquecer e fundir metal. As bobinas de indução geram um campo eletromagnético que aquece o metal diretamente, comumente usado para metais não ferrosos como aço, cobre e alumínio. Enquanto isso, um alto-forno para fundição de minérios depende de jatos de ar quente combinados com calcário e coque como combustível. Ele é construído especificamente para minério de ferro e seu produto final é o ferro gusa, que é muitas vezes a primeira etapa na fabricação de ferro fundido.
P3: Qual é a expectativa de vida de um forno industrial?
A3: A vida útil varia consideravelmente dependendo do tipo, dos materiais utilizados para sua construção, da qualidade da manutenção, das condições de operação e do seu projeto e capacidade. A manutenção regular é crucial para qualquer forno industrial continuar com sua finalidade pretendida. Um forno de arco elétrico pode durar cerca de 15 a 20 anos. Seus componentes tendem a ser substituídos a cada poucos anos devido ao alto nível de utilização. Os altos-fornos têm uma vida útil mais longa, geralmente em torno de 25 a 30 anos, supondo que não sejam afetados severamente pela corrosão e danos ao longo do tempo.
P4: Quais são alguns problemas comuns com fornos industriais?
A4: Muitos problemas podem surgir durante a operação de um forno industrial, o que provavelmente reduzirá sua eficiência, produtividade e segurança. Alguns problemas comuns acontecem devido ao ambiente de alta temperatura dentro do mundo. Danos estruturais ao longo do tempo levam a rachaduras e quebras. Danos no revestimento refratário acontecem principalmente devido ao choque térmico e reações químicas com materiais. Problemas com o fornecimento de energia podem levar a interrupções, consumo excessivo de energia e danos ao equipamento.
P5: O calor residual do forno industrial pode ser usado?
A5: As indústrias modernas utilizam uma variedade de sistemas de recuperação de calor residual de fornos para recuperar o máximo possível de energia térmica residual após os processos de produção.