3. Modelo de Recuperação de Calor para a Zona de Arrefecimento
Em resumo, existem dois componentes de calor na zona de arrefecimento de um forno de túnel que podem ser recuperados. O primeiro é o calor a alta temperatura gerado pela barreira de arrefecimento rápido, e o segundo é o calor a baixa temperatura produzido durante o arrefecimento acelerado. Ambos os componentes de calor são ar quente limpo e seco, adequados para utilização na câmara de secagem.
Após a barreira de arrefecimento rápido ser introduzida no forno, ocorre uma diferença significativa de temperatura dentro e fora dos produtos do forno. Para garantir a uniformidade da temperatura do forno e da temperatura do produto, é essencial extrair o gás de alta temperatura gerado pela barreira de arrefecimento rápido de forma contracorrente. Isto significa que a saída para a extração de gás a alta temperatura deve estar mais próxima da extremidade de saída do forno túnel do que a entrada para a introdução de gás de arrefecimento rápido.
Devido à elevada temperatura do gás extraído do forno, a conduta de exaustão deve ser fabricada em aço resistente ao calor. Além disso, a conduta de exaustão deve estar equipada com válvulas especiais para a distribuição de ar frio. A conduta principal de ar quente pode também ter uma válvula de entrada para ar frio, e a conduta principal de ar quente deve ter uma válvula de entrada para ar frio. A temperatura do ar quente que entra no ventilador de recuperação de calor não deve exceder os 300°C.
Um grande volume de ar para arrefecimento acelerado é introduzido no forno pela cauda e gradualmente extraído pela parte superior após a troca de calor com os produtos. A temperatura do ar quente que entra no ventilador de recuperação de calor a baixa temperatura é de aproximadamente 150°C.
A câmara de secagem requer uma temperatura e um volume de ar completamente diferentes para o meio de secagem. Assim, é necessário instalar um ventilador de ar quente separado para a secagem e um ventilador de pré-aquecimento para o forno de túnel, com um recipiente interposto entre eles. Isto facilita a mistura de ar quente a alta temperatura, ar quente a baixa temperatura e ar frio injetado, garantindo que o ventilador de ar quente pode fornecer à câmara de secagem uma temperatura e um volume de ar adequados do meio de secagem. Este processo pode ser automatizado. Além disso, o sistema de trabalho do forno de túnel e o sistema de trabalho da câmara de secagem estão completamente separados, facilitando o controlo e o ajuste independentes.
4. Outro calor recuperável no forno de túnel
4.1 Calor do Fumo
Na zona de queima do forno túnel, é gerada uma grande quantidade de fumo pela queima do combustível para a queima dos produtos, e este flui para a zona de pré-aquecimento sob a ação do exaustor, pré-aquecendo os blanks. Se o calor do fumo de alta temperatura for extraído a 350°C na zona de calor residual, isso afetará, sem dúvida, o efeito de aquecimento inicial do fumo na zona de pré-aquecimento. A principal desvantagem da utilização de fumos a alta temperatura é que os gases ácidos no fumo corroem severamente o equipamento de secagem, e o gás que sai da câmara de secagem representa uma ameaça para o ambiente. Por isso, não é aconselhável utilizar o calor do fumo como meio de secagem. Em vez disso, o fumo deve ser totalmente trocado com os blanks dentro do forno túnel até que a sua temperatura desça para 100-150°C. Em seguida, deve ser expelido do forno e tratado centralmente através de equipamento de eliminação de poeiras para cumprir os requisitos padrão antes de ser descarregado.
4.2 Troca de calor na cavidade do forno
No passado, a troca de calor na cavidade do forno era considerada um método de isolamento do forno. Com a melhoria dos materiais de isolamento, este método de troca de calor foi gradualmente eliminado, especialmente a troca de calor na cavidade da parede do forno. Alguns fornos de túnel têm ainda troca de calor na cavidade superior do forno para reduzir a temperatura da estrutura do teto do forno. O ar quente trocado a aproximadamente 50°C pode ser utilizado como volume de ar suplementar para o meio de secagem.
4.3 Ar quente após o arrefecimento do vagão do forno
Os fornos de túnel modernos estão equipados com um sistema de equilíbrio de pressão do material circulante. Um ventilador de arrefecimento é instalado na posição de acumulação máxima de calor sob o vagão do forno para soprar ar para as partes estruturais do vagão para arrefecimento. O gás após a troca de calor flui em duas direções, em direção à cabeça e à cauda do forno. O gás que flui em direção à cabeça do forno é extraído na posição de exaustão correspondente para atingir o equilíbrio de pressão entre as partes superior e inferior da zona de pré-aquecimento. Devido à imperfeita vedação entre os vagões do forno, alguns componentes do fumo podem infiltrar-se na parte inferior do vagão do forno. Por conseguinte, o gás é geralmente tratado juntamente com o gás de escape do forno através do sistema de escape do forno. O gás que flui em direção à cauda do forno entra no gasoduto de recuperação de calor a baixa temperatura através de tubos.
5. Conclusão
1. A utilização da barreira de arrefecimento rápido pode dividir o forno de túnel em duas partes. A combinação da recuperação de calor com os requisitos do processo de arrefecimento pode recuperar eficazmente o ar quente seco e cristalino como meio de secagem na zona de arrefecimento do forno de túnel.
2.Com base em cálculos e experiência prática, o calor recuperado da zona de arrefecimento do forno de túnel pode ser responsável por 35% a 45% do consumo total de calor do forno de túnel, satisfazendo as necessidades de calor da câmara de secagem. Por exemplo, num forno de túnel com um índice de consumo de calor de 380 kcal/kg, o calor recuperado pode atingir 152 kcal/kg. O índice de consumo de calor da câmara de secagem é de aproximadamente 1100 kcal/kg de água. Quando o teor de humidade dos blanks húmidos é reduzido de 20% para uma humidade residual de 2% durante a secagem, o calor necessário é de 160 kcal/kg, conseguindo um equilíbrio básico entre a oferta e a procura.
3.º Para fornos de túnel de combustão interna, desde que não sejam sobreaquecidos, este método de recuperação de calor também é aplicável. É aconselhável não exceder uma taxa de combustão interna de 80%.
4.º Para fornos de túnel de queima secundária, o fumo nunca deve ser extraído como meio de secagem. Esta abordagem é prejudicial para o processo de queima do forno de túnel, prejudicial para o ambiente e prejudicial para os equipamentos de secagem e para as oficinas de estrutura de aço.