فرن دوار للصلب

أنواع الأفران الدوارة للصلب

يُعدّ الفرن الدوار للصلب قطعة أساسية من المعدات المستخدمة في صناعات الصلب والمعادن، حيث يتمّ ذوبان الخردة الصلب وغيرها من المواد المعدنية لإنتاج صلب جديد. تم تصميم الأفران الدوارة للصلب خصيصًا لمعالجة أنواع مختلفة من المواد وتلبية احتياجات الإنتاج المحددة ومتطلبات الطاقة. فيما يلي بعض أنواع الأفران الدوارة الشائعة بناءً على المادة والوظيفة:

• فرن الكأس الدوار

  يُعدّ فرن الكأس الدوار فرنًا صناعيًا يُستخدم غالبًا في مجال صبّ المعادن. يحتوي على حاوية دوارة على شكل كأس تُوضع فيه المواد المعدنية للذوبان. يسمح التصميم بتوزيع متساوٍ للحرارة في جميع أنحاء حجم المعدن بالكامل عن طريق الدوران، مما يعززّ الذوبان المنتظم. يمكن تزويد أفران الكأس الدوار يدويًا أو تلقائيًا وتُستخدم بشكلٍ نموذجي لذوبان المعادن غير الحديدية والسبائك.

• فرن القاعدة الدوارة

  يُعدّ فرن القاعدة الدوارة نوعًا من الأفران الصناعية المُستخدمة على نطاق واسع في علم المعادن، بشكلٍ أساسي لعمليات التلدين المستمرة ومعالجة الحرارة. يحتوي هذا الفرن على قاعدة دوارة (أو أرضية) تسمح للمواد بالتسخين على نفس الجانب بشكلٍ مستمر. تتم العملية في حلقة، مما يحسّنّ الكفاءة والإنتاجية. تُستخدم أفران القاعدة الدوارة بشكلٍ أساسي لمعالجة الصلب عالي الكربون وعالي السبائك. كما أنّها تتمتع بوظائف تحكم ممتازة في الطاقة ويمكنها معالجة مواد متنوعة بكفاءة.

• الفرن الدوار

  يُعدّ الفرن الدوار معدات حرارية يمكنها إنتاج أو التخلّص من المواد من خلال المعالجة في درجة حرارة عالية. يحتوي على أسطوانة أفقية تدور ببطء. تُستخدم الأفران الدوارة في مختلف الصناعات، بما في ذلك صناعة المعادن والهندسة الكيميائية ومواد البناء. في مجال المعادن، تُستخدم الأفران الدوارة لصناعة الصلب بشكلٍ رئيسي في عمليات تصنيع الحديد والصلب.

• فرن الحث الدوار

  وظيفة فرن الحث الدوار هي ذوبان المعدن باستخدام الحث الكهرومغناطيسي. تولد ملفات الحث تيارًا كهربائيًا يُسخّن المعدن ويُذوّبه من خلال الحث الحراري. تتمتع أفران الحث الدوارة بسرعة ذوبان عالية وكفاءة عالية في الطاقة.

• فرن البرميل الدوار

  يُعدّ فرن البرميل الدوار قطعة من المعدات تُستخدم بشكلٍ أساسي لعمليات معالجة الحرارة، مثل التلدين والترويج والإخماد. يسمح للدوران بتسخين المواد بشكلٍ متساوٍ ومنتظم، مما يحسّنّ جودة المواد المُعالجة واستقرارها.

صيانة الفرن الدوار للصلب

مثل جميع أفران الصلب الدوارة ذات القوس الكهربائي، فإنّ مفتاح الأداء الطويل الأمد والحد الأدنى من وقت التوقف هو الصيانة الدورية. يمكن للتخطيط المسبق وجدولة صيانة الأفران الروتينية مساعدة المشغلين على الحصول على فكرة أوضح عن التكاليف التقريبية المُشاركة، كما أنّها تُفيد من شعور أكبر بالراحة نظرًا لأنّ أي مشكلات كارثية محتملة يمكن معالجتها بأمان وفعالية قبل أن تتحول إلى كوارث باهظة الثمن وثقيلة وطويلة. من المفيد الاستثمار في جدول صيانة شامل لأنّه يمكن أن يزيد من عمر الفرن ويؤدي إلى تكاليف صيانة أفضل وأقل مع مرور الوقت لأنّ قطعة المعدات الصناعية الأساسية المُحافظة عليها بشكلٍ جيد ستعمل بشكلٍ أفضل وأطول دائمًا.

عند وضع جدول صيانة منتظم، من الجيد التفكير في تلك المجالات من القوس الكهربائي الدوار التي قد تحتاج إلى مزيد من الاهتمام المتكرر والشامل لأنّها تخضع لاستخدام أكثر كثافة لنظام القيادة الدوار وجسم الفرن، وفي النهاية، عناصر التسخين الكهربائية، وهي أكثر أهمية للعمل الفعال للوحدة بأكملها وهدفها النهائي من إعادة تدوير الصلب بطريقة فعالة من حيث التكلفة ومربحة. وينطبق ذلك بشكلٍ متساوٍ على جميع أنواع أفران الصيانة الدوارة، سواء كانت دوارة ذات إمالة أو دلو أو أي شكلٍ آخر، مثل المحور الرأسي أو الأفقي.

بعض جوانب الصيانة التي يجب إعطاؤها الأولوية عند التخطيط لجدول الصيانة هي المحامل وعلب التروس الحيوية لنظام القيادة الدوار. يمكن أن يساعد الاهتمام بهذه المجالات مع المزيد من التشحيم وتغيير الزيت على إبقاء هذه الأجزاء تعمل لفترةٍ أطول. وبالمثل، التأكد من أنّ بكرات الدعم للفرن الدوار والمسارات التي تعمل عليها نظيفة وخالية من أيّ حطام يُمنحها سطح عمل أكثر سلاسة ويُطيل عمرها التشغيلي.

تُعدّ تنظيف الفرن الدوار، بالطبع، جزءًا أساسيًا من أيّ نظام صيانة. يجب تنظيف الأفران بانتظام لضمان عدم حدوث أيّ انسداد أو تسرب للمعدن المنصهر من الفرن. وكما ذكرنا من قبل، نظرًا إلى مجموعة أفران إعادة تدوير الصلب، من الضروري الاهتمام بالمكونات الحاسمة للفرن الدوار. في الأفران الدوارة الرأسية أو الأفقية، يجب أن تتلقى المكونات الحيوية التالية الأولوية أثناء التنظيف:

• سقف الفرن:عادةً، يجعل تكوين القشرة على الأسطح الحرة من الممكن تنظيف أو كشط القبة تدريجيًا. يمكن أن تُساعد أنظمة المسودة القسرية ونظم العادم على نظافة الفرن. يُعدّ التنظيف مباشرةً بعد الصهر مثاليًا لأنّ قشرة القبة يمكن أن تُنشأ حديثًا.

• الأنبوب المركزي:عادةً، يحتاج الجزء السفلي من القبة والأنابيب المركزية إلى اهتمام فوري. تتجمع السوائل المنصهرة تحت القبة، مما يجعل تنظيفها أمرًا صعبًا، ويمكن أن يساعد تنظيف الأنابيب المركزية على الفور في منع انتشار الانسداد إلى أسفل الأنبوب.

• أنابيب نقل غاز العادم:على مدار اليوم، يمكن أن يتدفق الصلب وزيت الفرن عبر الأنابيب، مما يُلوثّ المنطقة. يمكن أن يساعد الاستخدام المنتظم لفرش السلك والكاشطات في الحفاظ على نظافة هذه المنطقة وعملها بشكلٍ جيد، ويمكن أن تُساعد الفحوصات الروتينية على تحديد المناطق التي يجب كشطها وتنظيفها بشكلٍ متكرر.

• منفاخات الهواء الدوارة:تُعرّض منفاخات الهواء المستخدمة للمساعدة في عملية الدوران في الأفران لنفس البلى بسبب الحرارة الشديدة والضغط الذي تتحمله جميع الأجزاء. لذلك، يُعدّ التنظيف الدورى للقطع وفحصها ووظيفة هذه القطعة المهمة من المعدات ضروريًا لضمان عمل الصناعة بأكملها بسلاسة.

سيناريوهات الفرن الدوار للصلب

يُستخدم الفرن الدوار للصلب بشكلٍ رئيسي لمعالجة خردة الصلب إلى صلب عالي الجودة. لكنّ تنوع هذه الأفران يتوسع إلى صناعات أخرى أيضًا.

• صناعة الصلب:

  يُستخدم الفرن الدوار للصلب بشكلٍ أساسي في صناعة الصلب. يلعب الفرن دورًا رئيسيًا في صناعة الصلب من خلال ذوبان خردة الحديد وغيرها من المواد بكفاءة. يُستخدم الصلب المنصهر الناتج بعد ذلك لإنتاج منتجات الصلب المقاوم للصدأ عالية الجودة.

• إنتاج الصلب المقاوم للصدأ:

  تُعدّ أفران الصلب الدوارة المعدات الرئيسية المستخدمة لإنتاج الصلب المقاوم للصدأ. يمكن للأفران ذوبان مواد متنوعة، مثل خردة الصلب المقاوم للصدأ والنيكل وغيرها من السبائك، لإنشاء مادة منصهرة ذات تركيبات كيميائية دقيقة.

• مصانع الصب:

  يمكن لمصانع الصب الاستفادة بشكلٍ جيد من الأفران الدوارة لذوبان الحديد الزهر. بعد ذلك، يمكن استخدام الحديد الزهر المنصهر لتصنيع كتلة المحرك والأنابيب الصناعية ومكونات الآلة المختلفة.

• صهر النحاس:

  يمكن معالجة المواد المحتوية على النحاس، مثل أسلاك النحاس والعلب والأنابيب، باستخدام الأفران الدوارة. على وجه الخصوص، قد تحتوي هذه المواد على شوائب مثل PVC، والتي يجب إزالتها من خلال فرن دوار.

• بَيْروَمِتالُورْجِيا الزنك:

  في مجال معدنيات الزنك، يمكن استخدام الأفران الدوارة لذوبان تركيزات الزنك والمواد المحتوية على الزنك، مثل الزنك بلاند والسباليرايت. بالإضافة إلى ذلك، بعض الأفران الدوارة مجهزة بأنظمة تنظيف الغاز قادرة على إزالة الغازات السامة والمُلوثات مثل ثاني أكسيد الكبريت والزرنيخ والكادميوم.

كيفية اختيار الفرن الدوار للصلب

يجب أن تؤثر أربعة متغيرات رئيسية على الاختيار النهائي للأفران الدوارة للصلب: المواد الخام، والقدرة الإنتاجية، وكفاءة الطاقة، وجودة المنتج النهائي.

تحدد طبيعة المواد الخام نوع الفرن الدوار المناسب لصناعة أو تطبيق معين. تتمتع المواد الخام المختلفة بخصائص فيزيائية وكيميائية فريدة، مثل حجم الجسيمات، ونسبة الرطوبة، والكثافة. تسمح تنوع الأفران الدوارة بمعالجة مواد خام متنوعة، مثل الأسمنت والمعادن والمواد الكيميائية. علاوةً على ذلك، تتطلب المواد الخام درجات حرارة مختلفة لتحقيق المنتج أو التفاعل المطلوب عند تسخينها. على سبيل المثال، يتطلب تحميص الحجر الجيري في فرن أسمنت دوار درجات حرارة حوالي 900-1000 درجة مئوية. من ناحية أخرى، يتطلب إنتاج الجير من الحجر الجيري في فرن جير دوار درجات حرارة أعلى، حوالي 1200-1500 درجة مئوية. من المحتمل أن يؤدي فشل استخدام الفرن الدوار الصحيح إلى المساومة على جودة المواد المعالجة.

تحدد القدرة الإنتاجية للفرن الدوار قطره وطوله، بالإضافة إلى سرعة دورانه. يمكن للأفران الأكبر حجمًا مع أبعاد أطول وسرعات دوران أعلى معالجة أحجام أكبر، مما يجعلها مناسبة للمشاريع التي تتطلب إنتاجًا واسع النطاق. من ناحية أخرى، تُعدّ الأفران الدوارة الأصغر حجمًا أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب فقط دفعات صغيرة.

تُعدّ تكاليف الطاقة مصدر قلق رئيسي للصناعات. يبحث المشترون عن الأفران التي يمكن أن تُساعدهم على إبقاء تكاليف الطاقة منخفضة. لا تأتي كفاءة الطاقة في الأفران الدوارة فقط في شكل تكاليف منخفضة، بل أيضًا في حماية البيئة من تأثير الانبعاثات والنفايات الناتجة عن استهلاك الطاقة العالية. إذا كانت المواد الخام غير مناسبة للفرن قيد النظر، فقد يؤدي ذلك إلى استهلاك طاقة أعلى. على سبيل المثال، عند تجفيف المواد في فرن دوار، يمكن أن يؤدي استخدام درجة الحرارة الخاطئة إلى متطلبات طاقة أعلى لتبخير الرطوبة من المادة.

يجب أن تُمنح المشترين الثقة في جودة المنتج النهائي الذي يمكن أن ينتجه الفرن الدوار عند اختيار فرن معين من بين مجموعة من الخيارات. على سبيل المثال، في تصنيع الأسمنت، يمكن أن يؤثر تصميم الفرن الدوار على جودة الأسمنت. ستحدد مقاومة مادة بطانة الفرن الدوار وخصائص العزل الحراري لها جودة المنتج. تتمتع الأفران الدوارة المختلفة بميزات محددة في تصميمها وبنائها تؤثر على جودة المنتج. يساعد معرفة هذه الميزات المشترين على اتخاذ القرار الصحيح.

الأسئلة الشائعة

س 1: ما هو الفرق بين الفرن الدوار والفرن الدوار؟

ج 1: تم تصميم كلّ من الفرن الدوار والفرن الدوار بوعاء دوار. ومع ذلك، فإنّ الجهازين لهما وظائف مختلفة. يُستخدم الفرن الدوار بشكلٍ أساسي للمعالجة الحرارية للمادة لإحداث تغييرات كيميائية أو فيزيائية. على العكس من ذلك، يُستخدم الفرن الدوار بشكلٍ أساسي لإعادة تدوير خردة المعادن لذوبانها والحصول على معدن سائل. ليس من غير المألوف أن يشير بعض المصنّعين إلى الفرن الدوار باسم الفرن.

س 2: ما هي أنواع المواد التي يمكن معالجتها في فرن دوار؟

ج 2: تُستخدم الأفران الدوارة عادةً لمعالجة أنواع المواد التالية: خردة الألومنيوم، والرماد (حيث يُخلط أكسيد الألومنيوم مع المعدن)، والرماد، والمواد المحتوية على الزنك، وخردة النحاس، أو المواد الطرفية مثل كعكة الملح.

س 3: ما هي طريقة شحن الفرن في فرن دوار؟

ج 3: عندما يتعلق الأمر بكيفية معالجة المواد في فرن دوار، هناك طرق مختلفة لشحن الفرن. تُعدّ طريقة السحب هي المكان الذي يتمّ فيه سحب المادة إلى الفرن الدوار من خلال خرطوم. في طريقة الدفع، تُدفع المادة إلى الفرن الدوار عبر وعاء ضغط. تشمل الطرق الأخرى طريقة السرير الثابت وطريقة الهبوط.