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I forni a spinta sono i forni nei quali il semilavorato viene spostato lungo il forno mediante l'utilizzo dell'apposito dispositivo che è lo spingitore. È il metodo più semplice e più economico di spostamento dei semilavorati nel forno.
In questo tipo di forni l'aria viene aspirata sotto l'azione della depressione creata dai flussi gassosi dei bruciatori e del recuperatore riscaldato che funge del tubo di camino.
La lunghezza dei semilavorati riscaldati al forno varia da 5 a 12 mt. La larghezza del forno può raggiungere 12,5 mt. Il gas d'alto forno viene riscaldato fino a 200-250°С nel recuperatore metallico realizzato in blocchi. Le operazioni di carica nel forno e di sfornamento dei semilavorati sono realizzati attraverso i portelli laterali del forno mediante gli appositi spingitori.
Principio di funzionamento del forno.
Dal convogliatore di alimentazione il semilavorato viene caricata con l'apposito spingitore nel forno e spinge il semilavorato precedente che, a sua volta, spinge tutte le altre billette giacenti sulla suola.
Per facilitare l'avanzamento dei semilavorati, la suola viene realizzata con una certa pendenza. Il tratto finale della suola è invece orizzontale. Il semilavorato riscaldata che arriva sul tratto orizzontale viene spinta dallo spingitore laterale e esce dal forno attraverso l'apertura laterale. I semilavorati vengono riscaldate fino a 1100 - 1250°С a seconda del marchio di acciaio.
I prodotti di combustione (fumi), prodotti nel processo di combustione dei materiali nei bruciatori ad iniettori, si avanzano verso i semilavorati, escono attraverso le aperture realizzate nelle pareti laterali passando tra i semilavorati e le pareti del forno per attraversare i recuperatori e vengono emesse nell'atmosfera dal tubo di camino senza alcuna filtrazione.
Nella zona di saldatura del forno a spinta i semilavorati scorrono sui tubi di scivolamento raffreddati ad acqua con ivi installati i cavalierini che servono per ridurre il contatto del semilavorato con la parte fredda dei tubi longitudinali e l'usura degli stessi, in quanto funzionano alla temperatura di 1100-1200оС alle condizioni di notevoli carichi meccanici. I cavalierini garantiscono l'omogeneità di riscaldamento dell'intero semilavorato e riducono la perdita del calore dello stesso.
Nella zona di malleabilizzazione i semilavorati vengono spostati sulle travi massicce senza il raffreddamento.
Nei forni a spinta le perdite dovute all'ossidazione del metallo ammontano al 1,5-2%. Le scorie (scaglie del forno) vengono rimosse a mano con una regolare periodicità attraverso le aperture laterali della zona inferiore di saldatura e quella di malleabilizzazione.
Il forno a passo di pellegrino è un forno a funzionamento continuo nel quale i semilavorati vengono spostati in modo ciclico grazie al moto alternato della suola.
I vantaggi dei forni a passo di pellegrino rispetto ai forni a spinta sono seguenti:
Il principio di funzionamento del forno è seguente:
I semilavorati sono spinti dallo spingitore frontale dal convogliatore di alimentazione sulla suola del forno e avanzano lungo il forno mediate l'apposito meccanismo di spostamento alloggiato sotto la suola divisa per il numero pari delle travi mobili e il numero dispari delle travi fisse.
Arrivato all'estremità del forno, con il passo successivo il semilavorato riscaldato si sposta sulla rampa inclinata e, attraversando la bocca di scarico, viene sfornato sulla via a rulli del laminatoio.
I prodotti di combustione formatisi nella zona di torcia adiacente alla volta si abbassano fino al metallo e si spostano lungo il forno per essere convogliati attraverso la volta nel recuperatore.
Le scaglie sono asportate a mano attraverso i portelli di ispezione della zona di saldatura e quella di malleabilizzazione.
Il forno circolare è un forno a funzionamento continuo in quale i semilavorati vengono spostati grazie alla rotazione della suola circolare.
I forni circolari hanno i seguenti vantaggi rispetto ad altri forni a funzionamento continuo:
Il principio di funzionamento del forno è seguente:
I meccanismi di caricamento (che possono essere tubolari o a ruote) disposti fuorio del forno caricano i semilavorati nel forno attraverso la bocca di entrata. Con lo spostamento ciclico della suola i semilavorati passano tutte le zone di riscaldamento e vengono portati fuori dalla bocca di uscita sempre mediante i meccanismi di sfornamento installati esternamente.
Sulla parte interna e quella esterna delle pareti laterali del forno sono installati i bruciatori che realizzano il regime di riscaldamento dei semilavorati in diverse zone. Il fumo prodotto in seguito alla combustione dirige verso il semilavorato riscaldato (nel senso di rotazione della suola) e passa tre zone convenzionali: la zona di malleabilizzazione (1200-1250°С), la zona di saldatura (1300-1350°С) e la zona di regime continuo. Alla fine dell'ultima zona i prodotti di combustione a temperatura di 700-900°С passano dal condotto nel recuperatore metallico.
Il forno a travi mobili è un forno a funzionamento continuo, in quale i semilavorati vengono spostati in regime ciclico grazie al moto alternato delle travi raffreddate ad acqua. Il principio di spostamento dei semilavorati è tutto simile a quello realizzato nel forno a passo di pellegrino.
Il principale vantaggio del forno a travi mobili è un’alta velocità di riscaldamento dei semilavorati (riscaldamento quadrilatero). Come un punto debole si può indicare una grande perdita di calore dovuta al sistema di raffreddamento delle travi ad acqua (tubi di appoggio).
Il principio di funzionamento del forno è seguente:
I semilavorati vengono trasportati fino al portello di carico tramite un convogliatore e vengono spostati dal convogliatore sulla suola del forno tramite apposito spintore in modo tale da lasciare lo spazio tra i semilavorati. La suola rappresenta il sistema di travi di appoggio e di quelli mobili. Le travi mobili, a intervalli regolari, sollevano e trascinano in avanti tutti i pezzi posti in un forno a una certa distanza gli uni dagli altri. Con lo spostamento delle travi i semilavorati vengono trasportate verso l'uscita per essere scaricate tramite un apposito meccanismo uno dopo l'altro a temperatura di 1150-1250°С.
I forno è riscaldato dai bruciatori. I prodotti di combustione passano sopra e sotto dei semilavorati. I fumi a temperatura di 900-1100°С escono dalla volta del forno e passando i condotti vengono convogliati nei recuperatori.
Le scaglie vengono asportate a mano o con l'uso dell'aria compressa o dell'ossigeno erogato dagli ugelli portatili. La pulizia si realizza attraverso i portelli di ispezione al livello della quota inferiore dello spazio utile.
Il forno a sezione è il forno a passaggio in quale i semilavorati tondi, prima di essere laminati, vengono sottoposti ad un veloce riscaldamento. Tale forno viene inoltre utilizzato per il trattamento termico dei tubi lunghi e per il riscaldamento dei semilavorati per la linea di laminazione. Il diametro dei semilavorati può raggiungere 200 mm con la lunghezza minima di 3 metri.
Il forno è costituito da un grande numero di sezioni di riscaldamento. Tra le sezioni (nei tamburi) sono installati i rulli raffreddati ad acqua. I rulli sono installati sotto l'angolo rispetto al senso di spostamento dei semilavorati, il che garantisce la rotazione e il riscaldamento omogeneo degli stessi. I forni a sezioni sono riscaldati a gas.
Il punto debole del forno a sezioni è l’eventuale surriscaldamento dei semilavorati dovuto alle interruzioni e fermi nel movimento dei semilavorati e un'alta capacità di accumulazione del calore dovuta al rivestimento refrattario delle sezioni.
Ogni zona di riscaldamento di tale forno è costituita da 4-6 sezioni ed è munita del proprio recuperatore con il quale è legata dai condotti di fumo. Il numero di sezioni varia da un forno all'altro da 1 a 40. La lunghezza di una sezione è di 1-1,6 metri, mentre la lunghezza del tamburo è di 0,3-0,7mt.
Il principio di funzionamento è seguente:
Il semilavorato viene trasportato dalla via a rulli verso la prima sezione e caricato fino al contatto con i rulli del tamburo installati tra la prima e la seconda sezione. Per assicurare il costante appoggio del semilavorato sui rulli, la lunghezza del semilavorato deve essere pari almeno alla tripla distanza tra gli assi dei rulli. Passando alla velocità costante tutte le zone, il semilavorato viene scaricato sulla via a rulli del laminatoio.
I bruciatori sono installati a diversi livelli sulle pareti opposte della camera in modo da garantire il moto a vortice del fumo attorno al semilavorato riscaldato. La temperatura nella sezione può raggiungere 1500°С.
I prodotti di combustione escono dalla sezione nel tamburo e vanno giù nel condotto.
Industria metallurgica
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