Forni per Trattamenti Termici

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Forni per Trattamenti Termici

Messaggioda Aldebaran » 18/10/2015, 14:12

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Re: Forni per Trattamenti Termici

Messaggioda Aldebaran » 18/10/2015, 14:28

Capitolo 1

Generalità

Classificazione dei Forni

I forni possono venire classificati sotto molti punti di vista. Una prima classificazione può essere fatta con criteri tecnologici: forni da trattamenti termici, forni di fusione, forni di cottura, ecc.
Un'altra classificazione può basarsi sulla origine dell'energia termica utilizzata. Si hanno allora tre grandi categorie: forni elettrici, forni a combustione, forni a reazione. I forni elettrici a loro volta possono essere suddivisi in forni ad arco, forni ad induzione, forni a resistenza. Ciascuna di queste categorie comprende diverse sottoclassi. Ma per quanto riguarda i trattamenti termici, non si usano forni ad arco; i forni ad induzione sono essenzialmente forni di fusione sebbene oggi vadano trovando crescente applicazione per trattamenti termici localizzati (tempra superficiale). Larga diffusione hanno invece, anche per i trattamenti termici, i forni elettrici a resistenza. i forni a combustibile si possono classificare secondo il combustibile impiegato, combustibile solido, combustibile liquido, combustibile gassoso, combustibile polverizzato. Ai forni a combustibile solido appartengono principalmente i forni a tino (altiforni, forni da calce,ecc.) ma questi sono impiegati per trattamenti termici, specialmente in ragione delle difficoltà di regolazione della temperatura e della qualità dell'atmosfera. I ofrni a combustione liquida (nafta) o gassoso sono molto usati in varie industrie e anche per i trattamenti termici dei metalli. Il polverino di carbone ha trovato applicazione specialmente nei forni da cemento, assai raramente altrove; praticamente non è mai usato nei forni per trattamenti termici, specialmente per la facilità di inquinazione o alterazioni superficiali del metallo; potrebbe essere impiegato nei forni a riscaldamento indiretto.
Ai forni a reazione appartengono quei forni nei quali l'energia termica è fornita dal materiale stesso che viene trattato, mediante reazioni chimiche nelle quali esso interviene (forni per arrostimento piriti,ecc.).
un'altra classificazione può essere fornita da considerazioni costruttive e funzionali.Abbiamo subito due grandi categorie: forni semplici e forni continui.
Nei forni semplici la posizione relativa del materiale entro il forno rimane praticamente sempre la stessa, e la distribuzione della temepratura entro il forno è praticamente uniforme in tutti i punti di esso. Nei forni continui, invece, il materiale si muove, in modo continuo o intermittente, entro il forno attraversando zone a temperatura diversa. Nei forni semplici abbiamo molte categorie che si possono cosi rappresentare.
Forni a bacino: la suola è conformata in modo da costituire una specie di vasca dove si raccoglie il materiale fuso, perché si tratta di forni da fusione.
Forni a camera: la suola è piana, il forno costituisce una camera entro la quale si mette il materiale e nella quale si svolge la fiamma, oppure si trovano i resistori. Sono i forni tipici da riscaldo e da trattamento termico.
Forni a muffola: il materiale è racchiuso in un ambiente chiuso situato entro il forno che viene riscaldato dall'esterno e trasmette il calore al materiale attraverso le sue pareti. Qualche volta vengono chiamati forni a muffola anche quelli a camera, ma tale dizione è impropia. I forni a muffola possono assumere forme costruttive diversissime. Servono per trattamenti termici di materiali che non devono venire a contatto con i prodotti di combustione.
Forni a crogiuoli: sono forni a camera ma nei quali il materiale da trattare è contenuto in recipienti refrattari chiusi, che si possono mettere e togliere dal forno. Servono per lo più per fusioni di materiali delicati.
Forni a bagni fusi: il riscaldamento del materiale avviene immergendolo in una massa di una opportuna sostanza fusa e portata ad una temperatura voluta. Si distinguono in varie categorie a seconda del metodo di riscaldamento della massa fusa.
Nei forni continui bisogna distinguere varie categorie: la prima è quella dei forni a tino nei quali il materiale da trattare o il combustibile sono mescolati fra loro e il materiale scende in modo continuo dall'alto al basso mentre i prodotti di combustione, e comunque i gas caldi, salgono dal basso all'alto.
Un'altra categoria di forni continui è quella dei forni ruotanti cilindrici, ai quali appartengono i forni da cemento,ecc., in essi l'avanzamento del materiale è ottenuto mediante la rotazione dell'intero forno che è disposto con l'asse inclinato. E' da notare che esistono anche forni rotativi non continui, con l'asse orizzontale ,sia a combustibile sia elettrici a resistori.
Vi sono poi i forni continui a suola mobile. In essi la suola, che ha sempre una lunghezza molto maggiore della larghezza, è costituita da una catena continua (costruttivamente realizzata in vari modi) che corre da una estremità del forno all'estremità opposta; il materiale ,caricato sulla suola ad una estremità ,percorre tutta la lunghezza del forno e viene scaricato all'altra estremità.
Una variazione di questa categoria è costituita dai forni a suola ruotante . Sono forni a camera cilindrica con asse verticale e diametro in generale piuttosto rilevante, nei quali la suola è mobile intorno ad un asse verticale; il materiale, caricato in corrispondenza della portata di caricamento, compie una rotazione quasi completa entro il forno ed esce da un'altra porta situata in vicinanza della prima.
Una importante categoria di forni continui ha la suola fissa, e lo spostamento del materiale entro il forno avviene in qualche caso per gravità (lingotti rotanti a suola inclinata) oppure, di solito, per opera di un organo spingente situato alla bocca di caricamento del forno. Questi forni sono sempre molto lunghi e hanno i bruciatori situati alla estemità opposta a quella dove avviene il caricamento.
Hanno analogia con questi, i forni a tunnel a carrelli; si tratta di forni molto lunghi nei quali entrano dei carrelli su cui si colloca il materiale da trattare; un elemento spingente fa procedere in modo intermittente la fila dei carrelli i quali percorrono tutto il forno ed escono all'altra estremità.
Nei forni a paternoster il materiale compie invece entro il forno un percorso verticale, trasportato su piattelli o altri sostegni snodati connessi ad una catena continua verticale; anche il forno si sviluppa naturalmente in senso verticale; il materiale viene caricato da una porta su una fronte del forno, compie un percorso ascendente e uno discendente e alla fine di questo viene scaricato da una porta sulla faccia oppostadel forno.
Forni continui per fili o nastri sono costituiti da una camera allungata,riscaldata per lo più all'esterno (muffola), entro la quale passa in modo continuo il filo o il nastro, che si svolge da un tamburo,chiamato da un altro tamburo su cui si avvolge all'uscita dal forno all'altra estremità. Spesso, per ottenere nella muffola una chiusura ermetica,essa si prolunga alle estremità in due tronchi inclinati che pescano entro vasche d'acqua e il filo o il nastro entra e esce nella muffola attraverso l'acqua stessa, guidato da opportune carrucole. Un tipo particolare, ben noto,di forno continuo è costituito dalla fornace Hoffmann per laterizi, nella quale la suola e il materiale restano fermi e sono invece i fuochi che si spostano entro il forno.
Esistono anche altri tipi di forni continui (to be continued)
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