Introducción a las bandejas de base del horno de fosa (bandejas para piezas de trabajo/placas de hogar)

Muy bien, aquí hay una introducción detallada a la bandeja base (también conocida como placa de solera, placa base de canasta, bandeja de soporte de piezas de trabajo, etc.) en los hornos de pozo.

La bandeja es un componente crítico en un horno de pozo. Soporta directamente las piezas de trabajo que se procesan (como piezas fundidas, forjadas, piezas de precisión, etc.) y opera en condiciones duras que incluyen altas temperaturas, cargas pesadas y circulación atmosférica.

1. Funciones y roles primarios

1. Piezas de soporte: Esta es la función más básica, soportar el peso de las piezas de trabajo, los accesorios y de sí mismo.
2. Garantizar la circulación de la atmósfera del horno: Diseñado con orificios o ranuras dispuestos regularmente para permitir que las atmósferas protectoras (p. ej., nitrógeno, gas craqueado de metanol) o gases reactivos (p. ej., gas de carburación) fluyan uniformemente de abajo hacia arriba, asegurando la uniformidad de la temperatura y la atmósfera en toda la cámara del horno.
3. Transferencia de calor uniforme: Transferir calor desde los elementos calefactores inferiores (o aire caliente) a las piezas de trabajo. Su diseño estructural afecta la eficiencia de la transferencia de calor.
4. Cómo evitar que las piezas de trabajo caigan al fondo del horno: Evitar que piezas pequeñas o incrustaciones caigan sobre los elementos calefactores inferiores o el ventilador, lo que podría causar daños o dificultades de limpieza.
5. Facilitar la Carga/Descarga: Normalmente se utiliza junto con una cesta de trabajo (o directamente con herramientas de elevación con grúa) para facilitar la elevación general dentro y fuera de la cámara del horno, mejorando la eficiencia de producción.

2. Tipos estructurales comunes

Dependiendo del tipo de horno, proceso y requisitos de carga, las bandejas vienen principalmente en las siguientes estructuras:

1. Tipo de placa acanalada fundida:

• Material: A menudo están hechos de acero fundido resistente al calor (por ejemplo, ZG40Cr25Ni20Si2, similar al tipo ACI HK).
• Estructura: Fundido integralmente, compuesto por robustos marcos laterales, nervaduras portantes y una superficie tipo rejilla o barra. Se diseña la relación de área abierta.
• Ventajas: Alta resistencia, muy alta capacidad de carga, resistente a la deformación por altas temperaturas, larga vida útil. Adecuado para piezas de trabajo pesadas (por ejemplo, recocido de piezas forjadas grandes, piezas fundidas).
• Desventajas: Peso pesado, masa térmica relativamente alta que conduce a un calentamiento/enfriamiento ligeramente más lento y un costo más alto.

2. Tipo de rejilla soldada:

• Material: Fabricado soldando barras redondas o barras planas resistentes al calor (por ejemplo, Cr25Ni20, Cr20Ni35).
• Estructura: Barras de acero resistentes al calor soldadas en forma de rejilla o rejilla.
• Ventajas: Relativamente liviano, alta relación de área abierta, baja resistencia al flujo de aire, fabricación flexible. Adecuado para cargas medias y situaciones que requieren un fuerte flujo de aire.
• Desventajas: Después de un uso prolongado a altas temperaturas, los puntos de soldadura pueden desarrollar grietas. El límite de carga es inferior al del tipo fundido.

3. Placa perforada/Tipo de malla tejida:

• Material: Punzonado a partir de placas de acero resistentes al calor o tejido a partir de alambre de aleación resistente al calor.
• Estructura: Una sola placa con agujeros densamente perforados o múltiples capas de malla tejida.
• Ventajas: Distribución del flujo de aire muy uniforme, peso ligero. Adecuado para piezas pequeñas, tratamiento térmico brillante o procesos con requisitos extremadamente altos de uniformidad de la atmósfera (por ejemplo, tratamiento de solución de acero inoxidable).
• Desventajas: Capacidad de carga más débil, propensa a deformarse, no adecuada para piezas de trabajo pesadas.

4. Tipo modular/dividido:

• Para hornos de cuba muy grandes, una bandeja de una sola pieza puede resultar difícil de fabricar y manipular. Puede diseñarse como varias secciones ensambladas para facilitar la instalación y el reemplazo.

3. Requisitos clave de rendimiento y selección de materiales

• Resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fluencia: Capacidad para soportar la carga durante largos períodos a la temperatura máxima de funcionamiento (p. ej., 950 °C, 1100 °C o superior) sin deformación ni colapso significativos.
• Resistencia a la fatiga térmica: Capacidad para soportar ciclos repetidos de calentamiento-enfriamiento sin agrietarse.
• Resistencia a la corrosión atmosférica: Buena estabilidad química en atmósferas de carburación, nitruración u oxidación/reducción, resistiendo la fragilización y la formación de polvo.
• Buena estabilidad estructural: El diseño debe tener en cuenta la expansión térmica para evitar atascos dentro de la cámara del horno.

Materiales comunes:

• Rango de temperatura media (~por debajo de 900 °C): ZG30Cr18Mn12Si2N (acero al nitrógeno de tierras raras), menor costo.
• Rango de alta temperatura (900°C - 1150°C):
  • Corriente principal: ZG35Cr24Ni7SiN (p. ej., similar al tipo ACI HN), ZG40Cr25Ni20Si2 (p. ej., similar al tipo ACI HK, 2520).
  • Requisitos/temperaturas más altos: ZG45Cr26Ni35Si2 (por ejemplo, similar al tipo ACI HP), ZG30Cr26Ni5 (acero con alto contenido de cromo), etc.
• Temperaturas muy altas o ambientes especiales: Se pueden utilizar aleaciones a base de níquel (por ejemplo, serie Inconel).

4. Consideraciones clave de diseño

1. Relación de área abierta y flujo de aire: El área abierta debe coincidir con la potencia del ventilador del calefactor para garantizar un flujo de aire suave y uniforme.

2. Fuerza y peso: Optimice el diseño de las nervaduras para reducir el peso garantizando al mismo tiempo la capacidad de carga y la vida útil, ahorrando energía.

3. Compatible con el cuerpo del horno:

1. 1. Espacio libre: Se debe dejar un espacio de expansión adecuado entre la bandeja y la pared del horno (normalmente de 10 a 30 mm por lado, según el diámetro y la temperatura).
   2. Sellado: Para hornos de pozo con retortas, la bandeja debe tener un buen sellado o estructura con el fondo de la retorta para guiar el flujo de aire.

4. Estructura de elevación: Debe tener orejetas de elevación resistentes o una estructura que interactúe de forma segura con la cesta/herramienta de elevación.

5. Notas de uso y mantenimiento

1. Colocación de nivel: Las piezas de trabajo deben distribuirse uniformemente durante la carga para evitar sobrecargas locales.

2. Inspección periódica:

• • Deformación: Verifique la planitud. Las deformaciones graves requieren nivelación o reemplazo.
  • Grietas: Especialmente en las uniones de nervaduras en bandejas fundidas y soldaduras en bandejas soldadas.
  • Corrosión/fragilización: Verifique si hay oxidación/incrustaciones severas o corrosión intergranular.

3. Limpieza: Después de cada ciclo del horno, limpie las incrustaciones y los residuos que hayan caído sobre la bandeja para evitar la acumulación, la obstrucción de los orificios y la corrosión.

4. Evite el choque térmico: Dentro de los límites del proceso, controle las velocidades de calentamiento y enfriamiento tanto como sea posible para extender la vida útil.

5. Manejo adecuado: Utilice herramientas de elevación específicas y evite colisiones con la pared de la cámara del horno.

Resumen
La bandeja base del horno de fosa está lejos de ser una simple "paleta". Es una pieza clave de herramientas resistentes al calor que integra soporte estructural, guía atmosférica y transferencia de calor. Su selección de materiales, diseño estructural y condición de mantenimiento afectan directamente:

• La uniformidad y estabilidad del proceso de tratamiento térmico.
• La consistencia de la calidad del producto.
• La eficiencia de utilización de la atmósfera del horno.
• La vida operativa segura del propio equipo.

La selección de la bandeja adecuada es un aspecto crucial en la aplicación y el mantenimiento de los hornos de pozo.

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