Endüstriyel Fırın Nedir Çalışma Prensibi Nasıldır?

Endüstriyel fırınlar, en basit tanımı ile endüstriyel faaliyetlerde kullanılan fırınlardır. İçlerine yüklenen malzemeyi ısıtmak suretiyle işlem sıcaklığına yükselten ve bu sıcaklıkta istenen süre boyunca tutan ünitelerin ismidir. Endüstriyel faaliyetin konusu değişken ve oldukça da çeşitli olabilir: cam ergitme, çimento üretimi, demir – çelik endüstrisi, seramik üretimi ve kireç imalatı bunlara örnek olarak verilebilir. Bu endüstriyel faaliyet alanlarının her biri, üretim safhasının bir bölümünde endüstriyel fırınlara ihtiyaç duyacaktır. Bu fırınlar, endüstrinin konusuna göre ısıtma, ergitme veya pişirme gibi işleri görecektir. Endüstriyel fırınların çalışma prensibi de, kullanım amacına göre farklılık gösterecektir. Ancak hemen her endüstride kullanılan ergitme fırınlarını kullanarak izah edecek olursak;

Ergitme fırınları nasıl çalışır?

Ergitme işlemi, kimyasal reaksiyonlar sonucu içine konulan bileşimin değişmesini sağlayan bir işlemdir. Bu değişim; homojen ve heterojen denge kanunları ile reaksiyon kinetiğinin konusudur. Bazen de, doğrudan uygulanan basınç ve sıcaklık ile gerekli kimyasal değişiklik sağlanır. Dolayısıyla, ergitme amaçlı kullanılan bir endüstriyel fırın da bu prensiplere bağlı olarak çalışacaktır. Bir ergitme fırını, ilk olarak yüksek sıcaklıklara çıkmak zorundadır. Bu sıcaklıklar, genellikle 400 – 1.600 C arasında değişmektedir. (Endüstrinin konusuna göre, çok daha yüksek sıcaklıklara çıkmak da gerekebilir. 400 C’den daha az ısıtma yapabilen ünitelere ise fırın değil, ocak denir.) Zira yüksek sıcaklık, yukarıda izah ettiğimiz bileşim değişimi için gerekli temel şarttır. En basit haliyle, metalin ısıtılması sonucu erimesi bu duruma verilebilecek bir örnektir.

Sıcaklık ve atmosfer kontrolü

Endüstriyel fırınlar, enerji gereksinimini katı, sıvı veya gaz halindeki yakıtlardan elde ederek, arzu edilen sıcaklığı sağlar. Ancak asıl önemli olan, bu sıcaklığı istenen süre boyunca muhafaza edebilmesidir. Bu amaçla, refrakter malzemeler ile inşa edilir. Refrakter malzemeler (örneğin refrakter tuğlalar) yüksek ısılara dayanabilen ve ısıyı emmeden fırın içerisine geri yansıtan materyallerdir. Bu sayede ve kullanılan malzemenin özelliklerine göre, istenen hemen her ısıya çıkmak ve bunu yine istenen süre boyunca muhafaza etmek mümkün olur. Sıcaklık ve atmosfer kontrolü, bu bakımdan endüstriyel fırınlar için en önemli hususlar arasındadır.