يعمل الفرن الدوّار عن طريق تدوير حجرة على شكل برميل حول محورها، والذي يكون مائلاً قليلاً لتسهيل حركة المواد من طرف إلى آخر أثناء المعالجة الحرارية. لا يساعد هذا الدوران في نقل المواد فحسب، بل يعزز أيضًا الخلط أو التقليب داخل الحجرة. يتم إدخال الغازات الساخنة في الحجرة لإجراء المعالجة الحرارية، وعادةً ما تتدفق الغازات الساخنة في الاتجاه المعاكس للمادة ولكن يمكن تعديلها بناءً على متطلبات التطبيق المحددة.
شرح تفصيلي:
-
آلية الدوران وحركة المواد:
-
تم تصميم الفرن الدوّار بشكل أسطواني يدور على محوره الطولي. يضمن هذا الدوران، إلى جانب الميل الطفيف، تحرك المواد داخل الفرن تدريجيًا من طرف التغذية إلى طرف التفريغ. تساعد الحركة المستمرة في تحقيق معالجة حرارية موحدة في جميع أجزاء المادة.نقل الحرارة وتدفق الغاز:
-
يتم نقل الحرارة في الفرن الدوّار في المقام الأول من خلال الغازات الساخنة التي تمر عبر الغرفة. يمكن أن تتدفق هذه الغازات إما في نفس اتجاه تدفق المادة (تدفق التيار المشترك) أو في الاتجاه المعاكس (تدفق التيار المعاكس). ويعتمد الاختيار بين هذين التدفقين على المتطلبات المحددة للعملية، مثل المظهر الجانبي المطلوب لدرجة الحرارة وحركية التفاعل. غالبًا ما يُفضل تدفق التيار المعاكس لأنه يسمح بكفاءة أعلى في نقل الحرارة، حيث تتفاعل الغازات الأكثر سخونة مع المادة التي تم تسخينها لأطول فترة.
-
كفاءة الطاقة والمرونة:
-
تشتهر الأفران الدوارة بكفاءة الطاقة العالية مقارنة بالأفران الثابتة. ويرجع ذلك إلى الاستخدام الفعال للطاقة المدخلة والقدرة على التعامل مع مجموعة واسعة من مواد التغذية. وهي عادةً ما تكون أفران دفعات، مما يعني أنه يمكن التحكم في شحنة الفرن بدقة بناءً على الوزن أو الحجم، مما يسمح بالمرونة في معالجة المواد المختلفة وتحقيق مواصفات مختلفة للمنتج.تفاصيل التشغيل:
ينطوي تشغيل الفرن الدوار على شحن دفعة من المواد، وصهرها لفترة محددة مسبقًا (عادةً 4-6 ساعات)، ثم النقر على الفرن لإزالة السبائك والخبث. يمكن أن تختلف تركيبة الخبث، ولكنها غالبًا ما تشتمل على مواد مثل FeS-Na2S غير اللامع الذي يتميز بدرجة انصهار أقل من خبث السيليكات التقليدي، وبالتالي تقليل وقت الصهر. يمكن أن تتعامل الأفران الدوارة مع شحنات عالية في المعادن وأنواع مختلفة من الخردة، مما ينتج مجموعة من المنتجات من السبائك منخفضة النقاء إلى السبائك عالية القصدير.
