Na indústria aeroespacial, de fornos industriais são uma parte vital no processo de fabricação de peças e reabilitação. Quer se trate de recozimento de metal para fortalecer a peça e aliviar o estresse, secar tinta e curar compósitos, ou parte de fragilização para suavizar e reabilitar componentes em manutenção e reparo, fazer as perguntas certas pode ser a chave para uma operação eficiente e de baixo custo de fornos industriais aeroespaciais.
1. O que eu preciso saber sobre o uso industrial de energia do forno?
por cerca de 100 anos, o gás natural tem sido usado para aquecer fornos industriais. Tradicionalmente, o ar era colocado em um queimador e soprado para a outra extremidade do forno com ventiladores ou sopradores. O ar quente cercou o produto qualquer que fosse seu tamanho ou forma, que acabou sendo aquecido até a temperatura média do forno. Em geral, os fornos industriais podem aquecer o produto até cerca de 1.000 F, com temperaturas operacionais típicas na faixa de cerca de 180 F, 450 F E 500 F.
gás com ar aquecido e circulado, conhecido como Convecção, é bom para aquecer um forno inteiro rapidamente e para aquecer produtos de formato irregular, particularmente em lotes, uma vez que o ar entra em seus cantos e recantos. Mas muita energia é perdida por meio do aquecimento de todo o forno, do ar aquecido saindo da frente ou de trás do forno e da alimentação de seus ventiladores ou sopradores. Mesmo com queimadores de modulação, o aquecimento com gás é essencialmente um processo all-on Ou all-off, que é ineficiente, pois o aquecimento de todo o forno é necessário mesmo para peças pequenas.
2. Qual é a forma mais eficiente de calor de forno industrial?
enquanto as pessoas assumem fornos industriais movidos a gás custam menos do que elétrico, elétrico pode realmente ser mais barato e mais eficiente. Hoje, uma das maneiras mais eficientes de aquecer um forno industrial é com energia elétrica infravermelha invisível, que não requer aquecimento de todo o forno, e não tem ventiladores, sopradores ou peças móveis, por isso é totalmente silencioso. A energia infravermelha ocorre dentro do espectro eletromagnético, transmitindo calor quando o produto absorve a luz, que é invisível, pois está abaixo do espectro de luz visível.”O gás é como um dragão que respira fogo; fica quente agora, mas não tem eficiência energética, sutileza e controle do infravermelho elétrico”, diz Jesse Stricker, presidente da Intek Corp., designer e fabricante de fornos industriais, aquecedores, elementos de aquecimento, sistemas de controle de processos e equipamentos de manuseio de materiais. “O infravermelho elétrico é particularmente eficaz em superfícies expostas, como pintura de secagem e compósitos de cura, e para sistemas de processo de calor em linha contínua e industrial, como transportadores de correia ou monotrilho.”
devido à eficiência energética do infravermelho elétrico, também foi adotado para aplicações de aquecimento espacial. Por exemplo, alguns de nossos aquecedores elétricos infravermelhos podem funcionar com apenas 700 watts, mas fornecem o mesmo calor utilizável de uma unidade convencional de 1500 watts que usa um ventilador, ventilador e bobinas de aquecimento. 700 watts é cerca de metade da potência necessária de um secador de cabelo padrão. Como a baixa potência atrai menos corrente, conectar vários aquecedores é menos provável de acionar disjuntores elétricos, o que é um problema comum com aquecedores menos eficientes.
uma das maneiras mais fáceis de reduzir os requisitos de energia do forno industrial, focar o calor e otimizar o desempenho é com aquecedores infravermelhos elétricos modulares zoneados. Como blocos Lego, esses módulos elétricos de aquecedor infravermelho, normalmente em tamanhos de 12″ x 24″, 12″ x 36″ ou 12″ x 48″, tornam-se membros estruturais do forno. Porque alguns incluem ganchos integrados, Suportes de montagem, e Conexões do fio, podem ser projetados trabalhar individualmente para áreas pequenas, ganged junto para áreas maiores, e podem ser teto pendurado ou fixado na parede para o aquecimento eficaz.
os fornos do transporte de correia ou os fornos do transporte do monotrilho usados frequentemente no espaço aéreo podem igualmente fornecer um outro elemento do controle. As zonas de calor individuais podem ser fornecidas com controles separados, permitindo o aquecimento maior, mais consistente do produto em uma base automatizada, mãos-livres.
“se uma empresa aeroespacial está aquecendo um componente menor, não é necessário aquecer todo o forno”, diz Stricker. “Em vez disso, é mais eficiente aquecer apenas as zonas de calor necessárias do forno.”
“para a maior eficiência e flexibilidade do forno, os aquecedores infravermelhos elétricos podem fornecer zonas de aquecimento quase ilimitadas que podem ser ligadas ou desligadas conforme necessário”, explica ele. “De cima para baixo, frente para trás, cada pé em um caminho de forno transportador pode ser zoneado para máxima eficiência de aquecimento de processo contínuo, monitorado por um termopar em cada zona. Para adaptar-se às peças individuais que correm através da hora do forno por hora, os controladores espertos podem ser usados para assegurar a tolerância e a consistência da temperatura também.”
outra vantagem do aquecimento infravermelho elétrico é que ele é muito preciso e ajustável, o que pode ajudar a fornecer as tolerâncias de temperatura apertadas frequentemente necessárias no setor aeroespacial. Como o comprimento de onda infravermelho se correlaciona com a temperatura e a energia absorvida em cada produto em certos comprimentos de onda, os fabricantes podem ajustar o calor para corresponder ao comprimento de onda de um substrato no forno para maior eficiência energética e desempenho do forno.
3. Como posso otimizar o design do forno para o meu processo industrial?
os compradores costumam olhar para fornos industriais “padrão”, mas a maioria acaba com algum tipo de solução personalizada para atender às suas necessidades específicas, seja para cobertura maior ou mais ampla, ou elementos de aquecimento com tensão especial ou classificações de potência. Felizmente, esses aprimoramentos de design geralmente podem ser alcançados com infravermelho elétrico por pouco ou nenhum custo adicional.
elementos de aquecimento personalizados podem ser usados para melhorar o desempenho do forno industrial. Por exemplo, os elementos de aquecimento enfrentados vidro ou cerâmicos podem ser usados para aplicações do alto-calor, borracha de silicone flexível para umas mais baixas temperaturas, profundidade do alojamento aumentada para permitir a isolação adicional, ou isolação dobro do alojamento da parede usada para a instalação da em-parede.
na indústria aeroespacial, alguns projetistas e construtores de fornos personalizados podem até combinar tipos de forno, como Convecção de gás e infravermelho elétrico com bom efeito. Como o calor aumenta, os fornos típicos são mais quentes na parte superior do que na parte inferior, o que pode ser uma preocupação na indústria aeroespacial, onde são necessárias tolerâncias consistentemente apertadas.”Enquanto muitas empresas aeroespaciais ainda especificam fornos de convecção de gás, mais estão adicionando infravermelho elétrico para controlar as zonas de temperatura do forno de forma independente”, diz Stricker. “Para equilibrar a temperatura de todas as áreas do forno dentro de um grau ou dois, por exemplo, eles podem ser usados para aquecer o fundo do forno mais do que o topo.”
4. Tenho que comprar um forno novo se o meu for ineficiente ou com baixo desempenho?
uma vez que um forno industrial passa por sua vida útil, ele perde a eficiência que pode aumentar o custo, atrasar a produção ou comprometer a qualidade do produto. Mas antes de substituir todo o forno por uma nova unidade, primeiro considere se um retrofit ou atualização do forno funcionará.Às vezes, os reparos podem ser tão simples quanto a instalação de peças de reposição necessárias, como isolamento de alta temperatura, blocos de terminais de porcelana, controles de calor ou elementos de aquecimento.
mesmo quando o reparo é mais extenso, a solução pode ser consideravelmente menos cara do que comprar um forno novo.
“atualizar aquecedores industriais de forno ou elementos de aquecimento geralmente pode aumentar o desempenho do forno para suas especificações originais ou até mesmo melhorá-los”, diz Stricker. “Alguns fabricantes de fornos projetam módulos que corrigirão um problema de desempenho, mas são fáceis o suficiente para a auto-instalação. A atualização de uma tecnologia mais antiga, como a convecção de gás, para uma moderna, como o infravermelho elétrico, também é possível.”
ao reparar, adaptar ou atualizar um forno industrial não é mais uma maneira econômica de melhorar seu desempenho, é hora de comprar um novo forno.
Intek Corp. é baseado em Union, MO. Para mais informações visi www.intekcorp.com.
Del Williams é um escritor técnico baseado em Torrance, CA.