Phase 2: Step by step baking process (the most essential preparation step for starting a new furnace)

التجفيف الطبيعي لا يمكنه إزالة سوى الماء الحر السطحي في الطوب الحراري. الماء الممتص العميق وماء بلورات المعادن داخل المادة الحرارية لا يمكن تفريغهما عن طريق التجفيف في درجة حرارة الغرفة. في الوقت نفسه، فإن الطوب الحراري المبني حديثًا وطبقة الربط من رمل المغنيسيا لها بنية فضفاضة ولم تشكل بنية تكليس مستقرة عالية الحرارة، والتي لا يمكنها تحمل ظروف درجة الحرارة العالية لصهر سبائك الألومنيوم. لذلك، يجب إجراء عملية تجفيف بالفرن. بغض النظر عما إذا كان الفرن جديدًا، أو تم إصلاحه بشكل كبير، أو متوسط، أو طفيف، أو فرن صهر تم إيقافه لفترة طويلة أو قصيرة قبل إعادة استخدامه، يجب إجراء عملية التجفيف الكاملة دون استثناء. التجفيف هو الجزء الأكثر أهمية في أعمال التحضير لبدء فرن جديد.

الوظيفتان الأساسيتان لعملية التجفيف بالفرن

• أولاً، إزالة جميع الرطوبة تدريجياً على طبقات لمنع تشقق بطانة الفرن. يعتمد الفرن وضع بدء بدرجة حرارة منخفضة وتسخين بطيء متدرج، مما يسخن الطبقات الداخلية والخارجية لبطانة الفرن بشكل متساوٍ ومتزامن، ويتجنب تشقق الإجهاد الحراري الناتج عن فرق درجة الحرارة المفرط بين داخل وخارج البطانة؛ في الوقت نفسه، يتم تفريغ الماء الممتص العميق والماء البلوري في الطوب الحراري تدريجياً بمعدل تسخين بطيء للغاية. يهرب بخار الماء ببطء من المسام الدقيقة للمادة الحرارية، دون تكوين ضغط داخلي عالي، مما يتجنب تمامًا مشاكل انفجار الطوب الحراري وانتفاخ قاع فرن رمل المغنيسيا وتساقطه. إذا كان معدل التسخين سريعًا جدًا، فإن سطح بطانة الفرن قد تصلب بالفعل وأغلق عند درجة حرارة عالية، ولا يمكن تفريغ بخار الماء الداخلي، مما سيؤدي حتماً إلى انتفاخ بطانة الفرن وتشققها.
• ثانياً، إكمال تشكيل التكليس عالي الحرارة للطوب الحراري وبناء بطانة فرن مستقرة مقاومة للحرارة. في مرحلة العزل الحراري عالي الحرارة في المرحلة المتأخرة من التجفيف بالفرن، ستخضع الطوب الحراري، وطبقات الربط من رمل المغنيسيا، والمواد القابلة للصب الحراري لتفاعلات تكليس صلبة عند درجات حرارة عالية. سترتبط جزيئات المواد الحرارية الفضفاضة ببعضها البعض لتشكيل بطانة فرن كثيفة وعالية القوة ومقاومة لدرجات الحرارة العالية ومقاومة لاختراق سائل الألومنيوم ومستقرة. بعد التكليس، يمكن لبطانة الفرن تحمل درجات حرارة صهر سبائك الألومنيوم التي تتراوح بين 700-850 درجة مئوية لفترة طويلة، ومقاومة تآكل اختراق سائل الألومنيوم والتآكل القلوي، وتحسين عمر خدمة فرن الصهر بشكل كبير.

بالإضافة إلى ذلك، بعد التجفيف الكامل للفرن، يتم تصريف الرطوبة داخل بطانة الفرن بالكامل، ولن يكون هناك إطلاق مستمر لبخار الماء أثناء عملية صهر الألومنيوم الرسمية اللاحقة. هذا يلغي مشكلة امتصاص الهيدروجين المفرط وتكوين خبث الأكسدة في سائل الألومنيوم من المصدر، مما يضمن الجودة الأساسية للمادة المنصهرة لصهر وصب سبائك الألومنيوم اللاحقة.

2. نقاط التحكم الأساسية لتشغيل الفرن

2.1 تنفيذ منحنى الفرن للتسخين المتدرج بدقة وحظر التسخين السريع تمامًا

يجب تقسيم الفرن إلى مراحل متعددة من العزل بدرجة حرارة منخفضة، والتسخين البطيء، والعزل بدرجة حرارة عالية وفقًا لمنحنى التسخين المحدد مسبقًا. يُمنع منعًا باتًا زيادة درجة الحرارة بسرعة بنار كبيرة واحدة. النطاق ذو درجة الحرارة المنخفضة (درجة حرارة الغرفة ~ 200 درجة مئوية) هو المرحلة الرئيسية للجفاف، ويجب التحكم في معدل التسخين عند 5-10 درجة مئوية/ساعة. لكل زيادة بمقدار 50-80 درجة مئوية، يجب إجراء عزل ثابت طويل الأمد للسماح للرطوبة الداخلية بالهروب بالكامل؛ نطاق درجة الحرارة من 200 ~ 600 درجة مئوية هو مرحلة إزالة الماء البلوري والتكليس الأولي، مع معدل تسخين لا يتجاوز 15 درجة مئوية/ساعة. النطاق عالي الحرارة فوق 600 درجة مئوية هو مرحلة التكليس الكثيف للطبقة الحرارية، ويمكن تخفيف معدل التسخين إلى 20 ~ 30 درجة مئوية/ساعة. يجب أن تصل درجة حرارة العزل النهائية إلى 750 ~ 800 درجة مئوية والحفاظ على درجة حرارة ثابتة لفترة طويلة لضمان أن طبقة رمل المغنيسيا في قاع الفرن متكلسة وكثيفة بالكامل. تستغرق عملية الخبز بأكملها عادة من 10 إلى 25 يومًا، وكلما زاد حجم الفرن وزاد مستوى الإصلاح، زادت مدة دورة الخبز الإجمالية.

2.2 الحفاظ على ضغط فرن معقول طوال عملية الخبز بأكملها

معظم أفران صهر سبائك الألومنيوم هي أفران لهب تعمل بالغاز/الزيت. أثناء مرحلة التجفيف، يجب تعديل مخمد غاز العادم بشكل متزامن لتحقيق استقرار ضغط الفرن ضمن نطاق الضغط الإيجابي الدقيق البالغ 2-4 مم ماء (1 مم ماء ≈ 9.8 باسكال)؛ إذا كان ضغط الفرن منخفضًا جدًا، فسوف يتدفق الهواء البارد إلى الفرن، مما يتسبب في تبريد سريع موضعي وتشقق بطانة الفرن؛ إذا كان ضغط الفرن مرتفعًا جدًا، فلن يتمكن بخار الماء في الفرن من التفريغ بسلاسة إلى غاز العادم، وسيبقى بخار الماء في الفرن ويتغلغل في الطبقة الحرارية، مما يطيل دورة التجفيف. أثناء عملية التسخين، قم بتعديل فتح مخمد غاز العادم بمرونة وفقًا لحالة اللهب داخل الفرن. الحالة المثلى هي عندما يكون هناك كمية قليلة من الدخان في قاع باب الفرن ويكون اللهب لطيفًا دون رش. عندما يفيض اللهب بعنف، افتح مخمد غاز العادم بشكل معتدل لتعزيز قدرة عادم الدخان.

2.3 سجل الفحص لكامل عملية التجفيف بالفرن

خلال فترة الخبز، قم بتعيين شخص مخصص ليكون في الخدمة على مدار 24 ساعة في اليوم، وسجل بانتظام درجة حرارة الفرن وضغط الفرن وحالة اللهب، وركز على ملاحظة ما إذا كانت هناك تشققات أو انتفاخات أو دخان غير طبيعي على قمة الفرن وجداره وقاعه؛ بمجرد تشقق الطبقة الحرارية وانبعاث بخار الماء، توقف عن التسخين فورًا وحافظ عليه عند درجة حرارة ثابتة لفترة طويلة. انتظر حتى يتم تصريف الرطوبة بالكامل قبل مواصلة التسخين لتجنب المزيد من توسع العيوب.

3. معايير التأهيل للتجفيف بالفرن

بعد اكتمال العزل المستمر لمرحلة درجة الحرارة الثابتة العالية للفرن، يكون الجدار الداخلي للفرن جافًا ولا يوجد ترسب للرطوبة، ولا توجد تشققات أو انتفاخات مرئية في بطانة الفرن، ولا يوجد المزيد من بخار الماء المستمر الخارج من مخرج غاز العادم. يظهر اللون العام لبطانة الفرن تكليسًا موحدًا، مما يعني أن عملية التجفيف بالفرن مؤهلة قبل الدخول إلى عملية تنظيف الفرن. إذا كانت هناك تشققات كبيرة أو انتفاخات من رمل المغنيسيا في بطانة الفرن بعد الخبز، فيجب إصلاح المنطقة محليًا وإعادة خبز الفرن. يُمنع منعًا باتًا الدخول إلى مراحل الغسيل وصهر الألومنيوم بوجود عيوب.