Publikacja:
Jan Jankowski
W rozmowach z klientami zauważyliśmy, że istnieje kilka błędnych przekonań dotyczących pieców wysokotemperaturowych:
uważa się, że równomierny rozkład temperatury w pustej komorze grzejnej pieca gwarantuje równomierny rozkład temperatury we wsadzie,
uważa się również, że komora grzejna ogrzewana z czterech stron zapewnia bardziej równomierny rozkład temperatury we wsadzie niż ogrzewana z trzech stron (piec bez grzanego spodu).
Nasuwa się więc pytanie, po co wykonuje się komory grzejne ogrzewane z trzech stron skoro:
wykonanie komory grzejnej ogrzewanej z czterech stron jest najprostszym i najtańszym rozwiązaniem konstrukcyjnym. Po prostu grzałki nawija się się na okrągłą lub prostokątną rurę ceramiczną,
podobno ogrzewanie z czterech stron równomierniej nagrzewa wsad niż ogrzewanie z trzech stron,
do tego ogrzewane z trzech stron wymaga wyrafinowanej i drogiej technologii inkludowania grzałek.
Odpowiedzi należy szukać w zjawiskach wymiany ciepła zachodzących między grzałką a wsadem.
Podczas nagrzewania się pieca z grzanym spodem (grzanie z 4 stron) , ze wsadem umieszczonym
bezpośrednio na spodzie, występuje bardzo duży wzrost temperatury grzałek pod wsadem, wywołany złym odprowadzaniem z nich ciepła. To z kolei wywołuje przegrzewanie się wsadu w jego dolnej części.
Przy temperaturze komory 1000°C przegrzania wsadu od spodu dochodzą nawet do 1250°C .
Rys. 1 obrazuje te zależności.
Rys. 1 Rozkład temperatur w komorze grzanej z czterech stron.
W konsekwencji przegrzewanie się grzałek, skraca ich trwałość. Niewiele pomagają płytki, wkładane, przez niektórych producentów, na spód komory w celu rozproszenia strumienia ciepła.
Użytkownicy pieców z komorą grzaną od spodu na pewno zaobserwowali, że praca z takim piecem dobiega końca gdy na spodzie komory pojawią się pęknięcia, wybrzuszenia i/lub czarna plama świadcząca o tym, że właśnie w tym miejscu przepaliła się grzałka (rys. 2).
Rys. 2 Przykładowe uszkodzenie pieca z grzanym spodem.
Tak więc, odpowiedź na wcześniej postawione pytanie nasuwa się sama - piece z niegrzanym spodem wykonuje się dlatego by uniknąć przegrzewania wsadu od spodu i wydłużyć żywotność pieca.
Reasumując, otrzymanie jednorodnie nagrzanego wsadu nie zależy od rozkładu temperatury w pustej komorze pieca lecz od zjawisk cieplnych zachodzących w piecu po włożeniu do niego wsadu oraz od jego wielkości, rodzaju i sposobu rozmieszczenia wewnątrz komory i co bardzo ważne od tego czy w spodzie komory grzejnej umieszczone są grzałki czy ich tam nie ma.
W piecach z grzanym spodem występuje bardzo duże przegrzanie grzałek i dolnej części wsadu (rys. 1) więc takie piece są nietrwałe i są mniej dokładne. Natomiast w piecach z niegrzanym spodem obserwuje się lekkie niedogrzewanie dolnej części wsadu (rys. 3). i co równie istotne, kilkukrotnie większą ich trwałość.
Rys. 3 Rozkład temperatur w komorze grzanej z trzech stron.
