Como um forno de esteira contínua processa peças pequenas em escala industrial
Um forno de esteira metálica é a solução ideal para o tratamento térmico de alto volume de peças pequenas. Fixadores, molas, engrenagens pequenas, correntes e peças estampadas passam por fornos de esteira metálica contínua em quantidades de toneladas por hora. O forno consiste em uma longa câmara horizontal com uma esteira metálica que transporta as peças através de uma série de zonas de aquecimento, manutenção da temperatura e resfriamento. É uma tecnologia consolidada, mas os detalhes do projeto determinam se o forno funcionará de forma confiável por 15 anos ou se passará metade de sua vida útil em manutenção.
O processo básico
As peças são carregadas na esteira em uma das extremidades do forno, geralmente por um alimentador vibratório ou por um espalhador manual. A esteira as transporta através de uma zona de pré-aquecimento, uma zona de manutenção de alta temperatura e uma zona de resfriamento controlado. O tempo total de permanência no forno é tipicamente de 30 a 90 minutos, dependendo da massa da peça, da velocidade da esteira e da receita do processo.
Um forno de esteira padrão para tratamento térmico de fixadores possui de 6 a 8 zonas: pré-aquecimento, austenitização, patamar, resfriamento rápido, resfriamento lento, revenimento e resfriamento final. Cada zona tem controle independente de temperatura e atmosfera. A velocidade da esteira é variável de 0,1 a 0,5 m por minuto, com o ajuste de velocidade vinculado à receita do processo.
A capacidade de produção em um forno para peças pequenas (esteira de 500 mm de largura) é de 100 a 300 kg por hora. Em um forno para peças grandes (esteira de 900 mm de largura), a capacidade de produção é de 400 a 800 kg por hora. Os maiores fornos de esteira (esteira de 1200 mm de largura) podem atingir de 1000 a 1500 kg por hora, mas esses são incomuns fora da indústria de fixadores.
Métodos de aquecimento: elétrico vs. gás
Os fornos de esteira metálica utilizam aquecimento por resistência elétrica ou tubos radiantes a gás. Os modelos elétricos usam resistências de níquel-cromo ou ferro-cromo-alumínio instaladas no teto e nas paredes laterais. As resistências aquecem as peças por radiação, e a atmosfera geralmente contém um gás protetor (nitrogênio, gás endotérmico ou gás exotérmico) para evitar a oxidação.
Os sistemas a gás utilizam tubos radiantes (normalmente de carbeto de silício ou metálicos) aquecidos por queimadores a gás externos. Os tubos radiantes transferem calor para as peças por radiação, sem expô-las aos produtos da combustão. Os sistemas a gás são comuns em processos de alta temperatura (acima de 950 graus Celsius), onde os componentes elétricos são menos duráveis.
Os fornos de esteira da MONTE INTELLIGENCE são projetados para suportar ambos os métodos de aquecimento, e a seleção é baseada na temperatura de operação, no custo de energia local e nos requisitos da atmosfera do processo. Para processos que necessitam de controle preciso da atmosfera (endurecimento brilhante, sinterização), o aquecimento elétrico com atmosfera controlada é o padrão. Para processos que exigem alta produtividade e toleram uma atmosfera levemente oxidante, os fornos a gás são mais econômicos.
Materiais e construção de correias
A correia transportadora é o coração do forno. As correias padrão são tecidas com fios de liga de alta temperatura, normalmente Inconel 600, Inconel 601 ou RA330. A vida útil da correia é o principal item de manutenção, e uma correia bem conservada pode durar de 6 a 18 meses, dependendo da temperatura de operação, do peso da carga e da atmosfera.
O alinhamento da correia é o aspecto operacional que os operadores monitoram com maior atenção. Uma correia que se desloca para um lado irá friccionar contra a carcaça do forno e se romper em poucas horas. O alinhamento é controlado por uma combinação de tensão da correia, alinhamento dos roletes e guias laterais. Os modernos fornos de correia de malha utilizam sistemas de alinhamento automático que detectam a posição da correia e ajustam o rolete de alinhamento para mantê-la centrada.
Para aplicações em altas temperaturas acima de 1100 graus Celsius, o material da correia geralmente é um compósito cerâmico ou uma liga especial com alto teor de níquel. A correia cerâmica é mais cara, mas dura de 2 a 3 vezes mais que a correia metálica a 1150 graus Celsius.
Controle de atmosfera
O controle da atmosfera é crucial para o endurecimento brilhante, a sinterização e outros processos em que a oxidação superficial não é aceitável. As atmosferas mais comuns são: nitrogênio (para aços de baixa liga), gás endotérmico (para aços carbono) e misturas de hidrogênio e nitrogênio (para aços inoxidáveis e aços ferramenta).
O consumo de atmosfera em um forno de esteira com malha selada é de 2 a 5 volumes de forno por hora, dependendo da qualidade da vedação e do processo. Um forno de esteira típico com 900 mm de largura e 6 m de comprimento de aquecimento tem um volume interno de cerca de 4 metros cúbicos e consome de 8 a 20 metros cúbicos por hora de gás atmosférico à temperatura desejada.
A pressão no forno é controlada entre 20 e 50 Pa de pressão positiva para evitar a infiltração de ar. O controlador de pressão modula o amortecedor de exaustão para manter o valor definido. Variações de pressão superiores a ± 10 Pa podem causar vazamentos para a atmosfera e defeitos superficiais nas peças.
Processos comuns
Os fornos de esteira de malha processam uma ampla gama de processos. Os mais comuns são:
Endurecimento e revenimento: fixadores, molas, engrenagens pequenas, correntes. Austenitização a 840 a 880 graus Celsius, têmpera em óleo ou polímero e, em seguida, revenimento a 400 a 600 graus Celsius. Ciclo total: 60 a 90 minutos.
Recozimento brilhante: peças estampadas em aço inoxidável, peças de cobre, componentes de latão. Recozimento a 750 a 900 graus Celsius em atmosfera de hidrogênio ou amônia dissociada. Ciclo total: 30 a 60 minutos.
Sinterização: peças de metalurgia do pó, peças de latão, compósitos magnéticos macios. Sinterização a 1100 a 1280 graus Celsius em atmosfera de hidrogênio-nitrogênio ou hidrogênio puro. Ciclo total: 60 a 120 minutos.
Alívio de tensões: peças usinadas, conjuntos soldados, arame de mola. Alívio de tensões a 400 a 700 graus Celsius em ar ou atmosfera protetora. Ciclo total: 30 a 45 minutos.
Brasagem: brasagem de cobre em conjuntos de aço, brasagem de alumínio em trocadores de calor. Brasagem a 600 a 700 graus Celsius sob fluxo ou em atmosfera controlada. Ciclo total: 30 a 60 minutos.
Critérios de seleção para compradores
Para compradores que avaliam um forno de esteira, as principais questões são: qual é a receita do processo, qual é a meta de produção, qual é a geometria da peça e qual é a fonte de energia disponível. O projeto do forno é então adaptado a esses parâmetros, com a largura da esteira, o comprimento de aquecimento, o número de zonas e o sistema de atmosfera especificados para a aplicação.
A tecnologia de engenharia da MONTE INTELLIGENCE permite modelar a produtividade, o consumo de energia e a uniformidade do processo para uma peça e receita específicas. O resultado é uma especificação do forno com garantias de desempenho.
Fale com a MONTE INTELLIGENCE sobre a seleção de fornos de correia de malha.
Para compradores que consideram um forno de esteira contínua, a MONTE INTELLIGENCE Engineering pode recomendar uma configuração de forno que corresponda ao processo, à capacidade de produção e à fonte de energia disponível. Visite [link para o site].www.cnlymonte.com/products-mesh-belt-furnace.html Para especificações de produtos e estudos de caso de processos, entre em contato com helenxu@cnlymonte.com para discutir um projeto. O assunto é "Forno de correia de malha", e inclua detalhes sobre a geometria da peça, a receita do processo e a meta de produção.
