보기 하스 퍼니스 기본 사항: 이동식 하스 열처리 퍼니스의 작동 원리
보기형 노는 대형 공작물 열처리에 있어 핵심적인 역할을 하는 장비입니다. 공작물의 무게가 10톤을 초과하거나, 박스형 노에 들어가지 않거나, 적재 및 하역 시간이 중요한 경우 보기형 노가 최적의 선택이 될 수 있습니다. 보기형 노는 내화재로 안감 처리된 바퀴 달린 이동식 받침대로, 노 밖으로 이동한 후 오버헤드 크레인으로 공작물을 하역하고, 다시 보기형 노가 안으로 들어갑니다. 이러한 간단한 작동 방식 덕분에 보기형 노는 조선, 철도, 압력 용기 제조, 단조 및 중장비 산업에서 없어서는 안 될 필수 장비로 자리매김했습니다.
Bogie Hearth Furnace의 차별점은 무엇일까요?
일반적인 박스형 용광로는 고정된 노상을 가지고 있습니다. 용광로에 자재를 투입하려면 작업자는 문을 열고 레일을 이용해 밀어 넣거나 오버헤드 크레인을 사용하여 내려놓습니다. 5톤짜리 단조품이라면 이 방법이 효과적입니다. 하지만 200톤짜리 압력 용기 외피의 경우에는 그렇지 않습니다. 무게가 너무 무거워 레일을 이용해 밀어 넣을 수 없고, 문도 너무 작기 때문입니다.
보기식 노상로는 노상 자체를 이동 가능하게 함으로써 이 문제를 해결합니다. 보기는 내화 라이닝이 있는 무거운 강철 플랫폼으로, 레일 바퀴 위에 장착됩니다. 전동 윈치, 유압 실린더 또는 기어드 모터가 보기를 노 안팎으로 움직입니다. 보기가 제 위치에 있으면 노 문이 닫히고 문틀과 보기 테두리 사이의 밀폐가 노 내부의 분위기를 유지합니다.
일반적인 작동 주기
50톤 단조품 적재물에 대한 보기형 노로 사이클은 열처리 공정에 따라 18~36시간이 소요됩니다. 표준 순서는 다음과 같습니다: 적재, 도어 폐쇄, 퍼지(제어 분위기인 경우), 시간당 100~150도까지 가열, 유지 온도 유지, 제어 냉각, 도어 개방, 보기형 노 분리, 하역.
가열 공정은 가장 긴 단계입니다. 두꺼운 단조품의 경우, 열 응력 균열을 방지하기 위해 가열 중 표면에서 중심부까지의 온도 구배를 제어해야 합니다. 일반적인 경험 법칙은 다음과 같습니다. 시간당 가열 속도(섭씨)는 가장 두꺼운 부분의 두께(밀리미터)의 1.5배를 넘지 않아야 하며, 최대 200도/시간을 초과하지 않아야 합니다. 따라서 두께가 200mm인 단조품은 시간당 200~300도/시간을 넘지 않도록 가열하고, 두께가 500mm인 단조품은 시간당 최대 150도/시간을 넘지 않도록 가열해야 합니다.
용광로 크기 및 용량
몬테 인텔리전스(MONTE INTELLIGENCE)의 보기형 노는 소형 5톤급 작업장용 장비부터 제철소 롤 열처리용 대형 500톤급 장비까지 다양한 크기로 제공됩니다. 용량은 10톤에서 400톤까지 다양하며, 작업 공간 크기는 폭 3m x 길이 4m x 높이 2m부터 폭 8m x 길이 30m x 높이 6m까지 다양합니다.
세계 최대 규모의 보기형 노는 제철소 작업용 롤, 선박 프로펠러 축, 원자력 발전소 압력 용기 부품 등을 생산하는 데 사용됩니다. 제철소에 있는 400톤급 노는 높은 열 입력 요구량을 충족하기 위해 열회수 버너가 장착된 천연가스로 가동되는 경우가 많습니다.
난방 방식: 가스, 전기, 이중 연료
대차형 난로는 천연가스, 전기 또는 이중 연료 방식으로 작동합니다. 가스 연소 방식은 고속 열회수 버너를 사용하여 배기가스에서 발생하는 폐열의 50~65%를 회수합니다. 전기 연소 방식은 측벽, 지붕 및 대차에 장착된 탄화규소 또는 니켈-크롬 저항 발열체를 사용합니다.
가스 연소 방식은 일반적으로 가열 속도가 빠르고 천연가스 가격이 저렴한 지역에서는 운영 비용이 낮습니다. 전기 연소 방식은 분위기 제어가 더 용이하며 정밀한 온도 균일성이 요구되는 공정에 적합합니다. 이중 연료 방식은 가스와 전기 공급량 및 가격에 따라 작동 방식을 전환할 수 있도록 설계되었습니다.
몬테 인텔리전스 보기형 노로는 세 가지 가열 방식을 모두 지원하며, 가스 버너와 전기 발열체 배치는 특정 장입 형상 및 공정 레시피에 최적화되어 있습니다.
내화물 및 단열재
최신 보기형 노상로 설계는 고알루미나 벽돌 또는 세라믹 섬유 모듈로 이루어진 고온면과 그 뒤에 단열 내화벽돌 및 세라믹 섬유 블랭킷으로 구성된 적층형 내화 시스템을 사용합니다. 전체 벽 두께는 250~400mm이며, 이를 통해 최대 작동 온도에서도 외피 온도가 60도 미만으로 유지됩니다.
세라믹 섬유 모듈 라이닝은 새로운 보기형 노상로 설계에서 지붕과 측벽의 벽돌 라이닝을 대부분 대체했습니다. 섬유 모듈은 열용량이 낮고, 가열 속도가 빠르며, 열충격 저항성이 우수합니다. 하지만 초기 비용이 높고, 섭씨 1100도 이상의 초고온에서 사용 시 수명이 짧다는 단점이 있습니다. 섭씨 950도 미만에서 작동하는 보기형 노상로 설계에서는 섬유 모듈 라이닝이 표준으로 사용됩니다.
문 및 밀봉
대차식 노로의 문은 중요한 밀봉 부위입니다. 문 디자인에는 수직으로 들어 올리는 방식(가장 일반적), 수평으로 미끄러지는 방식(대형 노로), 그리고 여닫이 방식(소형 노로)이 있습니다. 문과 문틀 사이의 밀봉은 일반적으로 유압식 또는 기계식 래치로 압축되는 세라믹 섬유 로프 개스킷을 사용합니다.
문틈의 작은 구멍 하나로도 찬 공기가 유입되어 투입 에너지의 5~15%가 손실될 수 있습니다. 시간당 100만 BTU의 출력을 내는 난방 시스템의 경우, 시간당 5만~15만 BTU의 열이 낭비되고, 천연가스 가격이 100만 BTU당 8~10달러라고 가정하면 연간 연료비로 5만~15만 달러가 추가로 발생합니다. 문틈을 잘 밀봉하면 몇 달 안에 투자 비용을 회수할 수 있습니다.
분위기 조절
밀폐형 보기로(Bogie hearth furnace)는 스테인리스강 및 공구강의 광택 열처리, 노멀라이징 또는 응력 제거에 사용되며, 제어된 분위기에서 운전됩니다. 분위기 옵션으로는 질소 기반(스테인리스강용), 흡열 가스(탄소강용) 및 아르곤(반응성 금속용)이 있습니다. 밀폐형 보기로에서 분위기 소모량은 일반적으로 시간당 1~3 용광로 부피(furnace volume)입니다.
용광로 압력 제어는 필수적입니다. 용광로 내부에 5~15Pa의 양압을 유지해야 공기 유입을 방지할 수 있습니다. 압력 제어기는 배기 댐퍼를 조절하여 설정값을 유지합니다.
프로세스 역량
보기형 노상로는 어닐링, 노멀라이징, 응력 완화, 템퍼링, 용체화 처리, 시효 처리 등 다양한 공정에 적합합니다. 표준형의 최대 작동 온도는 일반적으로 950~1100°C이며, 특수 고온용 설계는 1250°C까지 도달할 수 있습니다.
석유 및 가스 산업에서 보기형 노는 대형 파이프, 밸브 본체 및 유정 헤드 부품의 노멀라이징 및 응력 제거에 표준적으로 사용됩니다. 풍력 에너지 산업에서는 보기형 노가 타워 부분의 응력 제거 및 대형 링 기어의 어닐링에 사용됩니다. 보기형 노 설계의 유연성은 다양한 산업 분야에서 장기적인 자산으로 자리매김하게 하는 요인입니다.
몬테 인텔리전스와 협력하기
특정 공정에 적합한 보기형 노를 평가하는 구매자를 위해 MONTE INTELLIGENCE 엔지니어링팀은 장입량과 공정 레시피를 기반으로 가열 곡선, 온도 균일성, 에너지 소비량 및 내화물 선택을 모델링할 수 있습니다. 자세한 내용은 웹사이트를 방문하세요.www.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html 제품 사양 및 사례 연구는 다음을 참조하십시오. 프로젝트 관련 문의는 helenxu@cnlymonte.com으로 이메일을 보내주십시오. 제목은 'bogie hearth inquiry'로 하고, 필요한 치수와 공정 요구 사항을 자세히 기재해 주십시오.
