鐘罩窯作為一種常見(jiàn)的工業(yè)加熱設(shè)備,廣泛應(yīng)用于陶瓷、電子、磁性材料等眾多領(lǐng)域,用于對(duì)物料進(jìn)行燒結(jié)、熱處理等工藝。在運(yùn)行過(guò)程中,保護(hù)氣體的選擇至關(guān)重要,它直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性。氮?dú)庾鳛橐环N常用的保護(hù)氣體,因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn),在許多工業(yè)窯爐中得到應(yīng)用。那么,鐘罩窯是否采用氮?dú)獗Wo(hù)呢?
一、鐘罩窯概述
鐘罩窯是一種外形類(lèi)似鐘罩的加熱設(shè)備,通常由爐體、加熱元件、爐襯、升降機(jī)構(gòu)等部分組成。爐體一般為圓筒形,頂部可升降,以便物料的裝卸。加熱元件分布在爐體內(nèi)部,用于提供熱量,爐襯則起到保溫和隔熱的作用,減少熱量散失。
鐘罩窯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有獨(dú)特之處。其鐘罩式的爐體結(jié)構(gòu)使得爐內(nèi)空間相對(duì)規(guī)整,溫度分布較為均勻,有利于物料的均勻加熱。升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)使得物料的裝卸更加方便快捷,提高了生產(chǎn)效率。同時(shí),它的密封性能較好,能夠有效防止外界空氣進(jìn)入爐內(nèi),為采用保護(hù)氣體創(chuàng)造了有利條件。
它的工作原理是通過(guò)加熱元件將電能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為熱能,使?fàn)t內(nèi)溫度升高到所需的工藝溫度。在加熱過(guò)程中,根據(jù)不同的工藝要求,可以向爐內(nèi)通入保護(hù)氣體,以排除爐內(nèi)的空氣,防止物料在加熱過(guò)程中發(fā)生氧化、脫碳等不良反應(yīng)。保護(hù)氣體在爐內(nèi)形成一定的氣氛環(huán)境,保護(hù)物料表面不受外界因素的影響,從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
二、氮?dú)獗Wo(hù)在鐘罩窯中的應(yīng)用
1.應(yīng)用目的
氮?dú)獗Wo(hù)在工業(yè)窯爐中的主要應(yīng)用目的是防止物料在加熱過(guò)程中與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在高溫環(huán)境下,許多金屬和非金屬材料容易與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),導(dǎo)致材料表面生成氧化層,影響材料的性能和產(chǎn)品的質(zhì)量。例如,在金屬熱處理過(guò)程中,氧化會(huì)導(dǎo)致金屬表面硬度降低、韌性變差;在陶瓷燒結(jié)過(guò)程中,氧化可能會(huì)影響陶瓷的色澤和致密度。氮?dú)庾鳛橐环N惰性氣體,能夠有效地隔絕空氣,為物料提供一個(gè)無(wú)氧或低氧的加熱環(huán)境,從而避免氧化反應(yīng)的發(fā)生。
2.優(yōu)勢(shì)
氮?dú)獗Wo(hù)具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先,氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,在常溫常壓下幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),能夠提供可靠的保護(hù)作用。其次,氮?dú)庠诖髿庵泻控S富,獲取方便,成本相對(duì)較低。此外,氮?dú)鉄o(wú)毒無(wú)害,對(duì)環(huán)境友好,不會(huì)對(duì)操作人員的健康造成危害。
三、鐘罩窯氮?dú)獗Wo(hù)系統(tǒng)
鐘罩窯的氮?dú)獗Wo(hù)系統(tǒng)主要由氮?dú)庠础怏w輸送管道、流量控制裝置、壓力監(jiān)測(cè)裝置和爐內(nèi)氣氛監(jiān)測(cè)裝置等部分組成。氮?dú)庠纯梢允且旱獌?chǔ)罐或制氮機(jī),通過(guò)氣體輸送管道將氮?dú)廨斔偷皆摖t內(nèi)。流量控制裝置用于調(diào)節(jié)氮?dú)獾牧髁?,以滿(mǎn)足不同工藝對(duì)氮?dú)庥昧康囊?。壓力監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)氮?dú)獾膲毫?,確保爐內(nèi)壓力穩(wěn)定。爐內(nèi)氣氛監(jiān)測(cè)裝置則用于檢測(cè)爐內(nèi)氧含量等氣氛參數(shù),保證氮?dú)獗Wo(hù)效果。
在鐘罩窯運(yùn)行前,先啟動(dòng)氮?dú)獗Wo(hù)系統(tǒng),將氮?dú)馔ㄈ霠t內(nèi),排除爐內(nèi)的空氣。通過(guò)流量控制裝置調(diào)節(jié)氮?dú)饬髁浚範(fàn)t內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值。在加熱過(guò)程中,持續(xù)通入氮?dú)?,保持爐內(nèi)氣氛穩(wěn)定。同時(shí),通過(guò)爐內(nèi)氣氛監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)氧含量,如發(fā)現(xiàn)氧含量超標(biāo),及時(shí)調(diào)整氮?dú)饬髁炕驒z查系統(tǒng)是否存在泄漏等問(wèn)題。加熱結(jié)束后,先停止加熱,繼續(xù)通入氮?dú)猓隣t內(nèi)溫度降低到安全范圍后,再停止氮?dú)夤?yīng)。
鐘罩窯是否采用氮?dú)獗Wo(hù)取決于具體的工藝要求。在許多金屬熱處理、電子元件燒結(jié)、磁性材料生產(chǎn)等工藝中,氮?dú)獗Wo(hù)因其成本低、效果好等優(yōu)點(diǎn),成為鐘罩窯?常用的保護(hù)方式。然而,在一些對(duì)保護(hù)要求較高或具有特殊工藝需求的場(chǎng)合,也會(huì)選擇氬氣、氫氣等其他保護(hù)氣體。