Einführung in die Bodenwannen für Grubenöfen (Werkstückwannen/Herdplatten)

Okay, hier ist eine detaillierte Einführung in die Bodenplatte (auch bekannt als Herdplatte, Korbbodenplatte, Werkstückauflageplatte usw.) in Tieföfen.

Die Wanne ist ein kritischer Bestandteil eines Schachtofens. Es unterstützt direkt die zu bearbeitenden Werkstücke (wie Gussteile, Schmiedeteile, Präzisionsteile usw.) und arbeitet unter rauen Bedingungen wie hohen Temperaturen, schweren Lasten und Atmosphärenzirkulation.

1. Hauptfunktionen und Rollen

1. Unterstützende Werkstücke: Dies ist die grundlegendste Funktion, die das Gewicht der Werkstücke, Vorrichtungen und sich selbst trägt.
2. Gewährleistung der Zirkulation der Ofenatmosphäre: Entworfen mit regelmäßig angeordneten Löchern oder Schlitzen, um Schutzatmosphären (z. B. Stickstoff, Methanol-Spaltgas) oder reaktive Gase (z. B. Aufkohlungsgas) gleichmäßig von unten nach oben strömen zu lassen und so eine gleichmäßige Temperatur und Atmosphäre in der gesamten Ofenkammer sicherzustellen.
3. Gleichmäßige Wärmeübertragung: Übertragen von Wärme von den unteren Heizelementen (oder Heißluft) auf die Werkstücke. Sein struktureller Aufbau beeinflusst die Effizienz der Wärmeübertragung.
4. Verhindern, dass Werkstücke in den Ofenboden fallen: Vermeiden Sie, dass kleine Teile oder Ablagerungen auf die unteren Heizelemente oder den Ventilator fallen, da dies zu Schäden oder Reinigungsschwierigkeiten führen könnte.
5. Erleichterung des Be- und Entladens: Wird normalerweise in Verbindung mit einem Arbeitskorb (oder direkt mit Kranhebewerkzeugen) verwendet, um das gesamte Heben in und aus der Ofenkammer zu erleichtern und so die Produktionseffizienz zu verbessern.

2. Gemeinsame Strukturtypen

Je nach Ofentyp, Prozess und Beladungsanforderungen gibt es Tabletts hauptsächlich in den folgenden Strukturen:

1. Gegossener Rippenplattentyp:

• Material: Oft aus hitzebeständigem Stahlguss (z. B. ZG40Cr25Ni20Si2, ähnlich dem Typ ACI HK).
• Struktur: Integral gegossen, bestehend aus stabilen Seitenrahmen, tragenden Rippen und einer gitter- oder stabförmigen Oberfläche. Das offene Flächenverhältnis ist ausgelegt.
• Vorteile: Hohe Festigkeit, sehr hohe Belastbarkeit, beständig gegen Hochtemperaturverformung, lange Lebensdauer. Geeignet für schwere Werkstücke (z. B. Glühen großer Schmiedeteile, Gussteile).
• Nachteile: Hohes Gewicht, relativ hohe thermische Masse, was zu einer etwas langsameren Erwärmung/Abkühlung und höheren Kosten führt.

2. Geschweißter Rosttyp:

• Material: Hergestellt durch Schweißen von hitzebeständigen Rundstäben oder Flachstäben (z. B. Cr25Ni20, Cr20Ni35).
• Struktur: Hitzebeständige Stahlstäbe, die zu einem Gitter- oder Rostmuster verschweißt sind.
• Vorteile: Relativ leicht, hohes Öffnungsflächenverhältnis, geringer Luftströmungswiderstand, flexible Fertigung. Geeignet für mittlere Lasten und Situationen, die einen starken Luftstrom erfordern.
• Nachteile: Nach längerem Einsatz bei hohen Temperaturen können sich an den Schweißstellen Risse bilden. Die Tragfähigkeit ist niedriger als beim Gusstyp.

3. Lochblech-/Gewebemaschentyp:

• Material: Stanzen aus hitzebeständigen Stahlplatten oder Weben aus hitzebeständigem Legierungsdraht.
• Struktur: Eine einzelne Platte mit dicht gestanzten Löchern oder mehrere Lagen gewebtes Netz.
• Vorteile: Sehr gleichmäßige Luftstromverteilung, leicht. Geeignet für Kleinteile, Glanzwärmebehandlung oder Prozesse mit extrem hohen Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Atmosphäre (z. B. Lösungsbehandlung von Edelstahl).
• Nachteile: Schwächste Tragfähigkeit, anfällig für Verformungen, nicht für schwere Werkstücke geeignet.

4. Modularer / geteilter Typ:

• Bei sehr großen Grubenöfen kann es schwierig sein, eine einteilige Wanne herzustellen und zu handhaben. Zur einfacheren Installation und zum einfacheren Austausch kann es aus mehreren zusammengefügten Abschnitten gestaltet werden.

3. Wichtige Leistungsanforderungen und Materialauswahl

• Hochtemperaturfestigkeit und Zeitstandfestigkeit: Fähigkeit, der Belastung über lange Zeiträume bei maximaler Betriebstemperatur (z. B. 950 °C, 1100 °C oder höher) ohne nennenswerte Verformung oder Zusammenbruch standzuhalten.
• Thermische Ermüdungsbeständigkeit: Fähigkeit, wiederholten Heiz-Kühl-Zyklen ohne Rissbildung standzuhalten.
• Korrosionsbeständigkeit in der Atmosphäre: Gute chemische Stabilität in aufkohlenden, nitrierenden oder oxidierenden/reduzierenden Atmosphären, beständig gegen Versprödung und Pulverbildung.
• Gute strukturelle Stabilität: Bei der Konstruktion muss die Wärmeausdehnung berücksichtigt werden, um ein Verklemmen innerhalb der Ofenkammer zu verhindern.

Gängige Materialien:

• Mittlerer Temperaturbereich (~unter 900°C): ZG30Cr18Mn12Si2N (Seltenerd-Stickstoffstahl), geringere Kosten.
• Hoher Temperaturbereich (900 °C – 1150 °C):
  • Mainstream: ZG35Cr24Ni7SiN (z. B. ähnlich dem ACI HN-Typ), ZG40Cr25Ni20Si2 (z. B. ähnlich dem ACI HK-Typ, 2520).
  • Höhere Anforderungen/Temperaturen: ZG45Cr26Ni35Si2 (z. B. ähnlich dem Typ ACI HP), ZG30Cr26Ni5 (Stahl mit hohem Chromgehalt) usw.
• Sehr hohe Temperaturen oder besondere Umgebungen: Es können Legierungen auf Nickelbasis (z. B. Inconel-Reihe) verwendet werden.

4. Wichtige Designüberlegungen

1. Offenes Flächenverhältnis und Luftstrom: Der offene Bereich muss zur Leistung des Ofengebläses passen, um einen reibungslosen und gleichmäßigen Luftstrom zu gewährleisten.

2. Stärke und Gewicht: Optimieren Sie das Rippendesign, um das Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig die Tragfähigkeit und Lebensdauer sicherzustellen und so Energie zu sparen.

3. Passend zum Ofenkörper:

1. 1. Abstand: Zwischen der Wanne und der Ofenwand muss ein ausreichender Ausdehnungsspielraum gelassen werden (normalerweise 10–30 mm pro Seite, je nach Durchmesser und Temperatur).
   2. Abdichtung: Bei Grubenöfen mit Retorten muss die Wanne eine gute Abdichtung oder Struktur mit dem Retortenboden aufweisen, um den Luftstrom zu leiten.

4. Hebestruktur: Muss über stabile Hebeösen oder eine Struktur verfügen, die sicher mit dem Korb/Hebewerkzeug verbunden ist.

5. Nutzungs- und Wartungshinweise

1. Level-Platzierung: Beim Beladen sollten die Werkstücke gleichmäßig verteilt werden, um lokale Überlastungen zu vermeiden.

2. Regelmäßige Inspektion:

• • Verformung: Auf Ebenheit prüfen. Starke Verformungen erfordern eine Nivellierung oder einen Austausch.
  • Risse: Insbesondere an Rippenverbindungen bei Gusswannen und Schweißnähten bei geschweißten Wannen.
  • Korrosion/Versprödung: Auf starke Oxidation/Ablagerungen oder interkristalline Korrosion prüfen.

3. Reinigung: Reinigen Sie nach jedem Ofenzyklus Zunder und Schmutz, der auf die Wanne gefallen ist, um Ansammlungen, Verstopfungen der Löcher und Korrosion zu verhindern.

4. Thermoschock vermeiden: Kontrollieren Sie die Heiz- und Kühlraten innerhalb der Prozessgrenzen so weit wie möglich, um die Lebensdauer zu verlängern.

5. Richtige Handhabung: Verwenden Sie spezielle Hebewerkzeuge und vermeiden Sie Kollisionen mit der Ofenkammerwand.

Zusammenfassung
Die Bodenwanne des Grubenofens ist alles andere als eine einfache „Palette“. Es ist ein Schlüsselelement hitzebeständiger Werkzeuge, das strukturelle Unterstützung, Atmosphärenführung und Wärmeübertragung integriert. Seine Materialauswahl, sein strukturelles Design und sein Wartungszustand wirken sich direkt auf Folgendes aus:

• Die Gleichmäßigkeit und Stabilität des Wärmebehandlungsprozesses
• Die Konsistenz der Produktqualität
• Die Nutzungseffizienz der Ofenatmosphäre
• Die sichere Lebensdauer des Geräts selbst

Die Auswahl der geeigneten Wanne ist ein entscheidender Aspekt bei der Anwendung und Wartung von Grubenöfen.

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