Bygging og reparasjon av smieovner

Et smieovnsfôr er et lagdelt termisk system

Stålkappen, den bakenforliggende isolasjonen, materialet på varmsiden, fugene, brenneråpningene, bunnen, døren eller tilgangsåpningen og avgassføringen fungerer som ett system. Funksjonene bør defineres før materialene bestilles. Tette ildfaste materialer gir styrke og motstand mot lokal slitasje, men absorberer og lagrer mer varme. Lettstein, plater og fibermatter reduserer varmestrømmen og den termiske massen, men må beskyttes der verktøy, brensel, glødeskall, flussmiddel eller flammer med høy hastighet kan skade dem.

Registrer type smieovn, brensel, brennereffekt, kammergeometri, normale og maksimale driftstemperaturer, driftssyklus og planlagt fôrtykkelse. På en eksisterende smieovn må årsaken til at det forrige fôret sviktet, fastslås før det repareres. Sprekker ved en brenneråpning, glasert eller flussskadet bunnmateriale, erodert fiber, løse steinfuger og et overopphetet ovnshus har ulike årsaker og krever ulike reparasjoner.

Funksjoner i ovnsfôret

Tette materialer og reparasjoner på varmsiden

Tette ildfaste støpemasser og ildfaste steiner tåler varme, men fungerer ikke som bakenforliggende isolasjon. Massen deres kan forlenge oppvarmings- og avkjølingstiden, mens styrken gjør dem nyttige i områder som utsettes for brensel, glødeskall, arbeidsstykker og verktøy. Et fôr av støpemasse krever en definert minimumstykkelse, en strategi for armering eller forankring der dette er relevant, rom for ekspansjon og en vei for fuktighet til å slippe ut. Støp aldri over et korrodert eller deformert ovnshus, en skadet brennerkomponent eller et skadet fôr med ukjent tilstand.

Mørtelen skal danne den angitte fugen, ikke kompensere for dårlig tilskårne steiner eller store dimensjonsavvik. Hold fugene jevne, og unngå å presse lufttørkende mørtel inn i en ekspansjonsfuge. Et tynt belegg kan ikke erstatte manglende tykkelse eller strukturell støtte i det ildfaste fôret, og den oppgitte temperaturgrensen på 1750 °C øker ikke driftstemperaturen til det underliggende fôret.

Isolerstein

Isolerstein varmes raskt opp og reduserer lagret energi på grunn av den porøse strukturen. Den samme porøsiteten gjør den mer utsatt enn tett stein for støt, slitasje og inntrenging av flussmiddel. Ikke bruk lettstein i bunnen av en smieovn, i et fastbrenselslag eller i soner med verktøykontakt bare fordi temperaturklassifiseringen er tilstrekkelig. Bruk et tett og kjemisk kompatibelt offerlag eller varmsidelag der driftsforholdene krever det.

Velg klasse ut fra den dokumenterte temperaturen på varmsiden og en egnet konstruksjonsmargin, ikke bare ut fra brenseltypen. Oppgitt maksimums- eller klassifiseringstemperatur skal ikke uten videre betraktes som anbefalt kontinuerlig driftstemperatur i enhver atmosfære. Innhent data om varmeledningsevne, permanent lineær endring og kontinuerlig drift når fôrtykkelsen eller temperaturen på ovnshuset skal beregnes.

Fibermatter og fiberplater

Fibermatten skal festes mekanisk eller limes med en prosjektert metode og beskyttes mot direkte kontakt med verktøy, løst brensel, glødeskall og skadelig gasshastighet. Vær særlig oppmerksom på snittkanter, skjøter, brenneråpninger og bunnen. En avstivet overflate kan motstå begrenset erosjon, men gjør ikke fibermatten om til et tett ildfast materiale eller et eksponert fibergulv egnet for kontakt med arbeidsstykker.

Les det gjeldende sikkerhetsdatabladet før et fiberprodukt skjæres eller fjernes. Forebygg eller kontroller støveksponering på en forsvarlig måte, bruk egnede avsugs- og rengjøringsmetoder, og velg personlig verneutstyr ut fra den oppgavespesifikke risikovurderingen. Bioløselig fiber må ikke omtales som risikofri, og det må ikke antas at alle keramiske fiberprodukter har samme regulatoriske klassifisering.

Fiberlim og overflateherding

Limet supplerer den angitte mekaniske innfestingen. Det må ikke antas at limet alene kan bære et hengende fôr gjennom gjentatte oppvarmingssykluser uten en dokumentert innfestingskonstruksjon. Klargjør underlaget, påfør limet på riktig overflate, overhold den angitte tørketiden og øk temperaturen gradvis. Avstivningsmiddel er en grunn overflatebehandling, ikke et strukturelt bindemiddel, en erstatning for varmsiden eller en tillatelse til å overskride 1000 °C på den behandlede overflaten.

Forhold ved gass-, kull- og koksfyrte smieovner

• Gassfyrt smieovn: Kartlegg flammebanen og hindre direkte flammepåvirkning på en utsatt kant eller ubeskyttet fibermatte. Brenneråpningene må være stabile, riktig utformet og uten løs fiber.
• Fastbrenselfyrt smieovn: Sørg for en robust bunn- og brensellagskonstruksjon som tåler bevegelse av koks eller kull, sinter, glødeskall, stikkeverktøy og lokale temperaturgradienter.
• Varmebehandlingskammer: Prioriter jevn temperatur, kontrollert sirkulasjon, lav termisk masse når raske sykluser er nødvendige, og beskyttelse av godset mot løse rester fra fôret.
• Eksponering for flussmiddel: Fastslå den kjemiske sammensetningen til flussmiddelet og metallglødeskallet. Boratbaserte flussmidler og smeltede forurensninger kan trenge inn i eller angripe enkelte aluminiumsilikatbaserte ildfaste materialer. Bruk en kompatibel, utskiftbar bunnkonstruksjon.
• Åpninger: Dimensjoner arbeidsåpningen og avgassføringen sammen med forbrenningssystemet. Innsnevring av en åpning for å holde på varmen kan endre brennertrykket, forbrenningskvaliteten og produksjonen av karbonmonoksid.

Bygging, uttørking og idriftsettelse

Kontroller ovnshuset for korrosjon, deformasjon, sviktede sveiser og utilstrekkelig støtte før fôring. Planlegg brenneråpninger, dører, avgassåpninger, termoelementplasseringer, steinforband, ekspansjonsfuger og overganger mellom lag. Hold brennbare bygningsdeler, slanger, regulatorer, gassflasker, elektriske kabler og lagrede materialer utenfor de nødvendige sikkerhetsavstandene og områdene med strålevarme.

Mål vann til støpemassen etter vekt eller kalibrert volum, og tilsett aldri ekstra vann bare for å forbedre bearbeidbarheten. Bland kun den mengden som kan legges ut innen bearbeidingstiden, komprimer uten separasjon og følg den produktspesifikke herdingen. Ny støpemasse, mørtel og formbare reparasjonsmasser holder på fuktighet selv når overflaten ser tørr ut. Gjennomfør kontrollert oppvarming med egnede holdetider før full fyring. Rask oppvarming kan skape innvendig damptrykk, sprekkdannelse og kraftig avskalling.

En gass- eller LPG-fyrt smieovn krever et forbrennings- og brenselsystem som er konstruert, installert og vedlikeholdt av en person med riktig kompetanse for det aktuelle anlegget. Sørg for tilstrekkelig forbrenningsluft og avtrekk av forbrenningsprodukter. Etabler sikre prosedyrer for gjennomlufting, tenning, flammesvikt og nedstenging. Karbonmonoksid er fargeløst og luktfritt, så flammens synlige utseende alene er ikke en metode for eksponeringskontroll. Vurder ventilasjonen og bruk egnet overvåking.

Under idriftsettelsen registreres temperaturene i kammeret, på varmsiden og på ovnshuset ved representative punkter. Kontroller om det forekommer flammelekkasje, unormale varmepunkter, løst fôr, sprekker, fibererosjon eller bevegelse rundt brenneråpningene. Stans driften og undersøk årsaken dersom temperaturen på ovnshuset fortsetter å stige utover konstruksjonsforutsetningene. Etter avkjøling kontrolleres den første varmesyklusen, og feil utbedres før ordinær bruk.

Ofte stilte spørsmål

Hva er forskjellen mellom tett ildfast materiale og isolasjon i en smieovn?

Tett stein og støpemasse gir styrke, slitestyrke og en holdbar varmside, men lagrer mer varme. Isolerstein, plater og fibermatter reduserer varmestrømmen og energibehovet ved oppvarming, men er vanligvis mindre motstandsdyktige mot verktøy, brensel, glødeskall og flussmiddel. Mange smieovner krever begge funksjonene i separate lag.

Hvordan bør temperaturklassifiseringen for et smieovnsfôr velges?

Ta utgangspunkt i den høyeste sannsynlige materialtemperaturen, ikke bare gjennomsnittstemperaturen i kammeret. Følg deretter produsentens anbefalinger for kontinuerlig bruk og bruk en egnet konstruksjonsmargin. Ta hensyn til direkte flammepåvirkning, atmosfære, krymping, flussmiddel og den laveste temperaturgrensen for lim, avstivningsmiddel eller belegg i oppbygningen.

Hvilke fôrmaterialer er egnet for en gassfyrt smieovn?

En konstruksjon kan kombinere sikkert festet fiber eller isolerstein med en kompatibel og beskyttet varmside samt tett ildfast materiale i bunnen og ved brenneråpningen. Riktig oppbygning avhenger av brennerhastighet, flammebane, kammertemperatur, håndtering av arbeidsstykker og ønsket temperatur på ovnshuset.

Hvilket ildfast materiale passer til en kull- eller koksfyrt smieovn?

Bunnen og brensellaget krever normalt et tett materiale som er valgt med tanke på slitasje, sinter, glødeskall, kjemisk påvirkning og lokal varme. Lettstein eller fibermatte kan brukes som beskyttet bakenforliggende isolasjon, men skal ikke eksponeres der brensel og verktøy kan skade materialet.

Kan keramisk fibermatte være eksponert inne i en smieovn?

Ikke anta at en eksponert fibermatte er akseptabel. Direkte flamme, høy gasshastighet, verktøy og arbeidsstykker kan erodere den. Bruk et prosjektert system for innfesting og overflatebeskyttelse, hold løse fibre utenfor arbeidsområdet og følg det gjeldende sikkerhetsdatabladet.

Gjør avstivningsmiddel fibermatten om til et hardt ildfast fôr?

Nei. Det herder bare den behandlede overflaten og har en oppgitt grense på 1000 °C. Det gir ikke fibermatten samme styrke eller slitestyrke som et tett ildfast materiale og erstatter ikke mekanisk innfesting eller et kompatibelt varmsidelag.

Kan ildfast zirkonbelegg øke temperaturklassifiseringen til et ovnsfôr?

Nei. Den underliggende steinen, støpemassen, fiberen, limet og ovnshuset er fortsatt begrenset av sine egne egenskaper. Bruk belegget kun på et kompatibelt underlag og til en dokumentert kjemisk beskyttelse eller overflatebeskyttelse.

Hvilken klasse isolerstein bør jeg bruke?

Grade 23, 26, 28 og 30 har oppgitte temperaturgrenser på henholdsvis 1260 °C, 1430 °C, 1530 °C og 1650 °C. Velg ut fra beregnet eksponering, data for kontinuerlig bruk, varmeledningsevne, atmosfære og mekanisk belastning i stedet for automatisk å velge den høyeste klassen.

Bør Vitset 45 eller Silcas M brukes til isolerstein?

Silcas M er beregnet for lette isolersteiner, særlig Grade 23, og er klassifisert for opptil 1430 °C. Vitset 45 er klassifisert for opptil 1700 °C og beskrives som egnet for kompatible tette og isolerende ildfaste produkter. Bekreft kompatibiliteten med steinen, fugetykkelsen og maksimal driftstemperatur før montering.

Når bør støpemasse brukes i stedet for ildfast stein?

Støpemasse er nyttig til monolittiske former, brennerblokker og reparasjoner der steingeometrien er upraktisk. Ildfast stein gir utskiftbare enheter og forutsigbare fuger. Valget avhenger også av forankringer, ovnshusets geometri, monteringstykkelse, herding, uttørking og tilgang for fremtidig vedlikehold.

Hva brukes plastisk formbar ildfast masse til?

VITPLAST 45AB komprimeres ved manuell stamping eller pneumatisk hamring i kompatible lokale reparasjoner. Det er ikke en hellbar støpemasse og skal ikke legges løst eller brukes til å skjule et skadet ovnshus, et sviktet forankringssystem eller et fôr som i stor grad har løsnet.

Hvorfor må nytt ildfast fôr i smieovnen tørkes gradvis?

Støpemasse, mørtel og formbare materialer holder på vann fra monteringen. Hvis varmen tilføres for raskt, kan damptrykket overstige fôrets tidlige styrke eller gjennomtrengelighet og føre til sprekkdannelse eller avskalling. Følg den materialspesifikke herde- og oppvarmingsplanen.

Er ildfast støpemasse et isolasjonsmateriale?

Ikke i denne sammenhengen. De oppførte støpemassene Grade 1600 og Grade 1700 er tette materialer for varmsiden. Dersom en bestemt temperatur på ovnshuset skal oppnås, må det beregnes et separat lag med bakenforliggende isolasjon, og det må tas hensyn til alle kuldebroer og åpninger.

Hvorfor skader flussmiddel bunnen i en smieovn?

Enkelte flussmidler for smiesveising smelter og trenger inn i porøse ildfaste materialer, før de reagerer med fôret under gjentatt fyring. Fastslå den kjemiske sammensetningen til flussmiddelet, og bruk en kompatibel og vedlikeholdbar bunn eller et offerlag i stedet for å basere valget bare på temperaturbestandighet.

Hvordan kan utvendig temperatur på en smieovn kontrolleres?

Beregn fôret ut fra temperaturen på varmsiden, varmeledningsevnen ved den relevante middeltemperaturen, lagtykkelsen, kontaktmotstanden, stålkappen og omgivelsesforholdene. Bekreft resultatet med temperaturmålinger under idriftsettelsen. Materialets temperaturklassifisering alene kan ikke forutsi temperaturen på ovnshuset.

Hva er forskjellen mellom bioløselig fiberisolasjon og keramisk fiberisolasjon?

De har ulik fiberkjemi, biopersistens, temperaturbestandighet og regulatorisk klassifisering. Les det gjeldende sikkerhetsdatabladet og tekniske databladet for den aktuelle kvaliteten. Bruk støvreduserende tiltak ved skjæring, montering og fjerning uavhengig av markedsføringsterminologien.

Kan CFA-limet i patron og spann brukes om hverandre?

Ikke anta det. Produktsiden for patronen viser ingen temperatur i produktattributtene, mens siden for den større CFA-emballasjen viser 1260 °C i attributtene og 1400 °C i produktteksten. Bekreft emballasje, påføringsmetode, dekkevne og dokumentert driftsgrense før spesifisering.

Hvilken informasjon kreves for å spesifisere et smieovnsfôr?

Oppgi type smieovn, brensel, brennerdetaljer, kammermål, arbeidsåpning og avgassføring, normale og maksimale temperaturer, driftssyklus, arbeidsstykke og flussmiddel, materiale i ovnshuset, ønsket utvendig temperatur, tilgjengelig fôrtykkelse, mekanisk belastning, eksisterende skader, effekt- eller brenselstyring og monteringsmetode.