Aplicações de fornos de soleira móvel em diversos setores: da geração de energia à energia eólica.
Os fornos de soleira móvel não são equipamentos de nicho. São os pilares de uma ampla gama de processos industriais, e a demanda por tratamento térmico de componentes de grande porte cresceu na última década, acompanhando o aumento de escala dos equipamentos de geração de energia, o crescimento das turbinas eólicas e a adoção de paredes mais espessas nos projetos de vasos de pressão. Gostaria de abordar as principais áreas de aplicação, as receitas de processo típicas e o que a MONTE INTELLIGENCE aprendeu trabalhando com esses setores.
Geração de energia: eixos do rotor e componentes do gerador
A indústria de geração de energia utiliza fornos de soleira móvel para normalização, revenimento e alívio de tensões em eixos de rotores, anéis de geradores e componentes de turbinas. Um eixo de rotor de turbina a vapor típico pesa de 50 a 200 toneladas e requer um ciclo de normalização e revenimento para desenvolver as propriedades mecânicas necessárias.
O processo para um eixo de rotor de 100 toneladas é aproximadamente o seguinte: aquecimento a 100 graus Celsius por hora até 870 graus Celsius, manutenção dessa temperatura por 12 a 16 horas, resfriamento controlado a 50 graus Celsius por hora até 600 graus Celsius e, em seguida, resfriamento a ar. Ciclo total: 30 a 40 horas. A uniformidade da temperatura deve ser de mais ou menos 5 graus Celsius em toda a carga de trabalho, com um sistema de controle de 5 a 6 zonas para atingir essa uniformidade.
Os fornos de soleira móvel da MONTE INTELLIGENCE para forjados de geração de energia utilizam um sistema de controle multizona com termopares de reserva e registro contínuo de dados. O sistema de controle está em conformidade com a norma AMS 2750, que é a especificação padrão para tratamento térmico nos setores aeroespacial e de geração de energia.
Energia Eólica: Alívio de Tensão na Torre e Grandes Engrenagens Anulares
As seções das torres de turbinas eólicas geralmente pesam de 20 a 80 toneladas cada, com 3 a 5 seções por torre. As seções são feitas de chapas de 30 a 80 mm de espessura, soldadas em anéis de até 6 m de diâmetro. O alívio de tensões na zona de solda é obrigatório para evitar fissuras por fadiga em serviço.
O ciclo de alívio de tensões ocorre a uma temperatura de 595 a 620 graus Celsius, durante 1 a 2 horas, dependendo da espessura da seção. O forno de soleira móvel carrega uma ou duas seções da torre por corrida, e o tempo de ciclo é de 12 a 18 horas por corrida. A exigência de uniformidade é de mais ou menos 10 graus Celsius.
As engrenagens anulares de turbinas eólicas geralmente pesam de 5 a 15 toneladas cada, com diâmetro de 3 a 5 metros. São fabricadas em aço de baixa liga forjado ou fundido, normalizadas e temperadas até atingirem uma dureza alvo de 220 a 280 HB. Os fornos de soleira móvel para engrenagens anulares utilizam um sistema de acionamento rotativo para garantir a distribuição uniforme do calor, e o tempo de ciclo é de 18 a 24 horas por corrida.
A MONTE INTELLIGENCE forneceu fornos de soleira móvel para alívio de tensões em torres eólicas para diversos fabricantes chineses e europeus. A maior instalação processa cargas de 100 toneladas em uma câmara de 6 m de largura x 8 m de altura x 30 m de comprimento.
Navegação: Eixos de Hélice e Peças Forjadas para Leme
Os eixos de propulsão marítima para grandes embarcações comerciais pesam de 30 a 150 toneladas. Esses eixos são forjados em aço carbono ou aço de baixa liga e requerem normalização e revenimento para desenvolver a resistência e tenacidade necessárias. Os fornos de soleira móvel para aplicações em eixos marítimos têm tipicamente 5 m de largura x 5 m de altura x 25 m de comprimento, com capacidade de carga de 200 toneladas.
As peças forjadas do leme e as peças fundidas da estrutura de popa também são processadas em fornos de soleira de bogie. Os procedimentos de fabricação são semelhantes aos dos eixos do rotor, com a complexidade adicional das diferenças de microestrutura entre fundição e forjamento, que exigem um controle de temperatura mais rigoroso.
Fabricação de vasos de pressão
Os cascos dos vasos de pressão para aplicações petroquímicas, de fertilizantes e de GNL são fabricados a partir de chapas laminadas, soldadas em cilindros e aliviadas de tensões antes da usinagem final. A espessura da chapa varia de 30 a 250 mm e os diâmetros dos vasos variam de 2 a 8 m. Os fornos de soleira móvel para alívio de tensões em vasos de pressão são normalmente projetados para cargas de 6 m de diâmetro por 30 m de comprimento, com capacidade de 200 a 400 toneladas.
O ciclo de alívio de tensões para um casco de vaso com 200 mm de espessura é de 595 a 650 graus Celsius durante 4 a 8 horas. O tempo de ciclo é de 18 a 30 horas por vaso, dependendo da espessura da seção transversal e da densidade de carga. A exigência de uniformidade é de mais ou menos 10 graus Celsius em todo o casco.
Indústria de forjamento: Tratamento térmico geral
As forjarias utilizam fornos de soleira móvel para normalização, recozimento e alívio de tensões em uma ampla gama de componentes forjados. Os componentes podem ser pequenos (forjados de 5 a 10 toneladas) ou grandes (eixos de rotor de 100 a 200 toneladas). O projeto do forno é dimensionado de acordo com a carga de trabalho típica, e a maioria das forjarias possui de 2 a 4 fornos de soleira móvel de diferentes tamanhos para atender a essa demanda.
Para operações em vários turnos, a utilização da fornalha é de 5.000 a 8.000 horas por ano, e o custo operacional é dominado pelo combustível (60 a 70%) e pela mão de obra (20 a 30%). As alavancas de eficiência energética descritas em nosso artigo anterior sobre este tema são cruciais para a viabilidade econômica da operação.
Prestadores de Serviços de Tratamento Térmico
As oficinas de tratamento térmico comercial são outro grande usuário de fornos de soleira móvel. Essas oficinas processam uma ampla gama de componentes de clientes, e o projeto do forno deve suportar essa variabilidade. Controle multizona, configurações de carregamento flexíveis e sistemas de registro de processos são essenciais.
A MONTE INTELLIGENCE fornece fornos de soleira móvel para diversas empresas de tratamento térmico, com foco em flexibilidade, confiabilidade e documentação de processos. Os sistemas de controle são projetados para gerenciar receitas para centenas de processos diferentes, cada um vinculado a um cliente e componente específico.
Tendências do setor
O mercado de fornos de soleira móvel está crescendo de 4 a 6% ao ano, impulsionado pela energia eólica, construção naval e fabricação de vasos de pressão. O segmento de maior crescimento é o de alívio de tensões em torres eólicas, onde o aumento da escala dos projetos de turbinas elevou o tamanho dos fornos para 300 a 400 toneladas por corrida.
A eficiência energética está se tornando um critério de aquisição, especialmente em mercados com preços elevados do gás natural. Fornos com queimadores regenerativos, recuperação de calor dos gases de combustão e sistemas de controle modernos são cada vez mais preferidos em relação aos modelos mais antigos.
Fale com a MONTE INTELLIGENCE sobre sua candidatura.
Para compradores que avaliam um forno de soleira móvel para uma aplicação industrial específica, a equipe de engenharia da MONTE INTELLIGENCE pode analisar as dimensões da carga, os requisitos do processo e as metas de produção para recomendar uma configuração de forno. Visite [link para o site].www.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html Para especificações de produtos e estudos de caso da indústria, entre em contato com helenxu@cnlymonte.com para discutir um projeto. O assunto do e-mail deve ser "Aplicação de forno de bancada móvel", incluindo detalhes sobre sua indústria e processo.
