Cupola Oven Uitgelegd: Ontwerp, Bedrijf, Voordelen en Toepassingen in Gietereien

Cupola Oven is een smeltoestel gebruikt om gietijzer, Ni-weerstandsijzer, en enkele bronzen te smelten en het wordt in gietereien gebruikt. De cupola kan van elke grootte gemaakt worden en de grootte van de cupola wordt gemeten in diameters die variëren van 1,5 tot 13 voet. De vorm van de cupola is cylindrisch en de apparatuur is verticaal gerangschikt met deuren die naar beneden en naar buiten zwaaien om de bodem te openen. De top is open of voorzien van een kap om gassen te laten ontsnappen of regen binnen te houden. De cupola kan met een kap worden uitgerust om de emissie van gassen te controleren en de gassen in het toestel te trekken om de gassen te koelen en alle deeltjesmaterie te verwijderen.

De cupola mantle is van staal gemaakt en heeft een refraktair baksteen en plastic refraktair pleistermateriaal als voering. De klei- en zandmengsel wordt als bodembedekking gebruikt en de voering is tijdelijk. Steenkool kan met de kleivoering gemengd worden, zodat wanneer het opwarmt, de steenkool ontbindt en de binding kruimelig wordt. Dit maakt het openen van de twee gaten gemakkelijk. De bodem van de cupola voering wordt gecomprimeerd tegen de bodemdeuren. Koelmantels zijn ook bij sommige cupola's gemonteerd om de zijkanten koel te houden en met zuurstofinjektie om het cokesvuur heter te laten branden.

Cupola Oven:

Principe:

De cupola oven werkt op een eenvoudig principe: verbranding van cokes genereert koolstofdioxide en warmte en dit zorgt ervoor dat het ijzer smelt. Het gesmolten ijzer stroomt naar beneden wanneer het gesmolten is.

Vervolgens wordt de koolstofdioxide deels gereduceerd, opnieuw gereduceerd door energie en cokes te consumeren met koolstofmonoxide, koolstofdioxide en toegevoerde cokes zijn aanwezig in de reactie-evenwicht, zodat het mogelijk is om een gedefinieerde verbrandingsratio te tonen voor de benutting van thermische energie voor de cokesverbranding.

Ten slotte is een hoge concentratie koolstofmonoxide aanwezig in de uitlaatgas en kan uit de oven worden onttrokken.

Constructie:

Cupola oven geconstrueerd in de vorm van een holle cilindrische verticale staalmantel en van binnen bekleed met een refraktair materiaal. Deze oven wordt doorgaans ondersteund op vier gietijzeren poten gemonteerd op een betonnen basis.

Afbeeldingsbron

De bodem van de oven wordt gesloten door twee gietijzeren deuren gescharend aan de bodemplaat van de oven. Een windkast van gietijzer omringt de buitenkant van de ovenbodem. Deze kast is verbonden met de ovenblaaspijp bekend als de blastpijp. Lucht die de zuurstof levert die nodig is om de brandstoffen te verbranden, wordt door een blower door de cupola gedreven. De top van de oven wordt beschermd door een gaasscherm en getopt met een kegelvormige vonkenvanger, die de vrije afvoer van afvalgas toestaat en vonken en stof weer in de oven afweert.

Werken

In wezen bestaat de werking van de cupola oven uit de volgende stappen:

Na het bouwen van de cupola, zorg ervoor dat het volledig droog is voordat het aangevuurd wordt. Eventuele slak rond de toeverlaatpijpen uit eerdere runs moet goed worden gereinigd.

Ook, een gebroken deel wordt gerepareerd met het mengsel van silica zand en vuurklei. Over het verbrande gebied wordt een laag refraktair materiaal aangebracht tot een dikte van ongeveer 15 cm of meer, geramd op de bodem hellend naar de taphole om een betere stroom van vloeibaar metaal te garanderen.

Een gatopening van ongeveer 30 mm diameter en een taphole van ongeveer 25 mm diameter wordt daarvoorzien.

Een houtvuur wordt aangestoken. Wanneer het hout goed brandt, wordt cokes op de bodel goed van boven gedumpt. Zorg ervoor dat de cokes ook branden. Een cokesbed van ongeveer 100 cm wordt naast het zand geplaatst.

Eerst wordt de luchtblast ingeschakeld op een lagere blaassnelheid dan normaal voor het aanwakkeren van de cokes. Een meetstaf wordt ook gebruikt wat de hoogte van het cokesbed aangeeft. Ongeveer 3 uur wordt verwarmd voordat het vloeibare metaal vereist is.

Nu wordt de lading in de cupola gevoerd. Veel factoren zoals ladingsamenstelling beïnvloeden de uiteindelijke structuur van het verkregen grijze gietijzer. Het bestaat uit 10% staal, 50% grijze gietijzerschroot, en 3% kalksteen als flux.

Afwisselende lagen worden gevormd door deze bestanddelen. Naast kalksteen worden ook fluoriet en soda-azijn gebruikt als fluxmateriaal. De hoofdfunctie van flux is om onzuiverheden in het ijzer te verwijderen en het ijzer te beschermen tegen oxidatie.

Na de volledig geladen oven, wordt het ongeveer 1 uur als zodanig gelaten. Omdat dit proces gaat in de lading, wordt het langzaam opgewarmd omdat de luchtblast dit tijd gesloten blijft en daardoor het ijzer opzuigt.

Aan het einde van de weekperiode wordt de luchtblast geopend. De bovenste opening blijft gesloten tot het metaal smelt. Voldoende hoeveelheid metaal wordt verzameld. De inhoud van de lading beweegt naar beneden naarmate het smelten vordert.

De laadsnelheid is gelijk aan de smeltsnelheid. De oven blijft vol gedurende de hitte.

Toevoeren van lading en luchtblast wordt gestopt wanneer geen smelting meer vereist is. De bodemplaat zwaait open wanneer de stut verwijderd wordt. Het afgestorte slak wordt verwijderd. De cupola draait continu en de smeltperiode overschrijdt 4 uur in de meeste gevallen niet. Maar kan meer dan 10 uur bediend worden.

Voordelen:

• Lage bouwkosten.
• Lage onderhoudskosten.
• Lage exploitatiekosten.
• Zeer geschoolde operators niet vereist.
• Simpel in constructie.
• Simpel in operaties.
• Smeltsamenstelling kan gecontroleerd worden.
• Kleine vloeroppervlakte vereist.

Nadelen:

Met een lange lijst van voordelen, kent de cupola oven ook enkele beperkingen of nadelen, hieronder vermeld:

• Het is soms moeilijk om de temperatuur in een cupola oven te handhaven.
• Metaalelementen worden geconverteerd naar hun oxiden, wat niet geschikt is voor gieting.

Toepassing:

Cupola oven wordt wijd gebruikt als smelte-eenheid voor gietijzer. Sommige kenmerken die de cupola oven een primaire methode maken gebruikt bij het smelten van ijzer in gietereien. Sommige van hen zijn:

• Cupola oven is de enige methode die continu is tijdens operaties.
• De smeltsnelheid van cupola oven is hoog.
• Het is gemakkelijk te bedienen. Exploitatiekosten in gebruik van cupola oven zijn vergelijkbaar zeer laag ten opzichte van andere methoden voor dit doel.

Hoewel dergelijke geweldige factoren, neemt het gebruik van cupola oven af en kiezen mensen voor elektrische inductiesmelting.

Dit was alles over cupola oven. Heb je vragen? Laat een reactie achter. Deel met je vrienden op sociale netwerken als je dit artikel leuk vond. Abonneer je op onze website voor meer informatieve artikelen. Bedankt voor het lezen.