Rehber | Kategoriler | Konular
FIRIN
Alm. Backofen (m), Fr. Four, tourneau (m), İng. 1. Oven, bakery 2. Kiln 3. Furnace.Genellikle kurutma, pişirme, tavlama ve ergitme gibi işlemlerin yapıldığı, ısı kaybını önlemek için duvarları izole edilmiş, bir yükleme boşaltma kapısı bulunan kapalı bir sistem. Fırınlar, kullanılan yakıtın cinsine göre: Katı yakıtlı, sıvı yakıtlı, gaz yakıtlı, elektrik ile ısıtılan fırınlar şeklinde sınıflandırılabilir.
Katı yakıtlı fırınlar: Bu fırınlarda, yakıt olarak genellikle kömür ve odun kullanılır.Odunla ısıtılanlardan ekmek pişirmede istifâde edilir. Bu fırınların tavanları kubbe şeklindedir. Duvarları ateşe dayanıklı tuğlalarla örülüdür. Önde fırın içine müdâhale etmeye yarayan ve ağız tâbir edilen bir açık kısım mevcuttur. Fırına odun ve hamur bu ağızdan verilir. Ağızın hemen üst kısmında fırın içinde hâsıl olan gazların çıkmasına yarayan bir baca mevcuttur.Odunlar fırının bir köşesine yığılarak yakılırlar. Odunların yanması tamamlanıp, fırın istenilen sıcaklığa geldikten sonra hamurlar fırının içine sıralar hâlinde konmaktadır.
Kömür ile ısıtılan fırınlar: Cevherden demir elde etmekde kullanılan yüksek fırınlar ve pik ergitmeye yarayan kapalı fırınlar bu türdendir. Bunlarda kullanılan katı yakıtlar, metalurjik kok tâbir edilen, kül ve kükürt oranı düşük, iyi kalite kok kömürleridir.Yüksek fırınlarda kok ve demir cevheri münâvebeli olarak kireçtaşı ile beraber fırına kat kat yüklenirler. Daha sonra fırın yakıldığında hasıl olan sıcaklığın tesiri ile, içerde meydana gelen CO gazı ile oksit hâlindeki demir cevherleri redüklenerek demir, serbest hâle gelir. Erimiş halde bulunan demir, yüksek fırının tabanında toplanır. Bunun üzerinde de curuf tâbir edilen erimiş halde çeşitli oksitler bulunur. İşlem tamamlandıktan sonra curuf, curuf kapısından, elde edilen sıvı demir ise mâden ağzından dışarı alınır.Kapalı ocaklar genellikle yüksek fırından elde edilen pik demirini tekrar ergitmede kullanılır. Bunlarda yanmayı kuvvetlendirmek için fırının alt kısımlarından içeri hava üflenmektedir. Hem yüksek fırında hem de birçok kapalı fırınlarda fırının içerisi ateşe dayanıklı tuğlalarla örülmüştür. Belli bir çalışma zamanı sonunda bu tuğlalar aşındığından yenilenmektedir.
Sıvı yakıtlı fırınlar: Yakıt olarak genellikle fuel oil kullanılmaktadır. Bunda da fırının içi ateşe dayanıklı tuğlalarla örülmektedir. Metalurjide kullanılan ısıl işlem ve tav fırınlar, cam ergitme fırınları, demir ergitmede ve çelik yapımında kullanılan Siemens-Mertın fırınlarının bir kısmı bu cinstendir. Bunlarda fuel oil, fırının yan duvarlarından tabana yakın yerlere yerleştirilmiş brulör vâsıtasıyla içeri üflenir. Baca gazları fırının üst kısmından alınır.
Tuğla yapımında kullanılan fırınların birçoğu da bunlardandır. Bu fırınlar hem devamlı hem de kesintili olarak çalıştırılmaktadır. Devamlı çalışan fırınlarda yükleme ve boşaltma işlemi özel olarak yapılmış arabalar yardımıyla olmaktadır.Isıl işlem fırınlarında da yükleme yine arabalarla yapılmaktadır. Isıl işleme tâbi tutulacak malzemeler, raylarla hareket ettirilen arabalar üzerine istif edilerek fırına sürülür. Kapak kapatılarak fırın yakılır.İşlem bittikten sonra kapak açılarak araba dışarı alınır.
Gaz yakıtlı fırınlar: Bu fırınlarda genellikle yakıt olarak LPG (sıvı petrol gazı) kullanılmaktadır. Mutfaklarda yemek pişirmelerde kullanılan fırınların bir kısmı bunlardandır. Bunlarda, yüksek ısıya gerek duyulmadığı için, fırının içi ısıya dayanıklı tuğlalarla kaplanmaz. Sanâyide birçok kurutma ve pişirme işlemlerinin yapıldığı fırınlar, LPG ile ısıtılmaktadır. Bunlardan bir kısmı ateşe dayanıklı tuğlalarla kaplanmaktadır.
Elektrikli fırınlar: (Bunlara sanâyide ocak tâbiri kullanılmaktadır.) Elektrikli fırınlar, ark fırınları, endiksiyon fırınları, rezistanslı fırınlar diye üçe ayrılır:
Ark fırınları: Bu fırınlar da kendi arasında direkt ve endirek, ark fırını diye ikiye ayrılır. Her ikisi de demir ve çelik ergitme işlerinde kullanılırlar. Direkt ark fırınlarında, elektrik enerjisi fırın içine grafit elektrotlarla iletilmektedir. Üç adet elektrot, fırının üst kısmından içine sarkıtılır. Fırına yükleme (şarj etme) üstten yapılır. Kapak hareketlidir. Elektrotlar bu kapakla beraber hareket eder. Sisteme akım verilince elektrotlarla şarj malzemesi arasında ark meydana gelir. Arktan dolayı hâsıl olan ısı demirin erimesini sağlar. Bu fırınlar trifaze cereyanla çalışırlar.
Endirekt ark fırınlarında, ark iki elektrot arasında meydana gelir. Hâsıl olan ısı metali eritir. Her iki ocağın içi de ısıya dayanıklı refrakter tuğlalarla örülmektedir. Bilhassa tavan tuğlaları yüksek alüminatlı refraktör tuğla ile örtülür. Ocağın çalışması esnâsında astar ve tuğlalarda aşınma meydana gelir.Aşınan kısımlar mâden alındıktan sonra tâmir edilir. Bu ocaklar mekanik olarak devrilebilir karakterde yapıldıklarından, sıvı metali potalara almak ve mâden üzerindeki curufu çekmek son derece kolaydır.
Bu ocaklarda fırın sıcaklığını 1800°C ye kadar çıkarmak mümkündür. Fırın içinde sıvı metali istenilen süre tutmak mümkün olduğu için, alaşım ayarlamak ve istenmeyen maddeleri tasfiye etmek için tercih edilir.
İndüksiyon fırınları (İndüksiyon ocakları): Bunlar da ikiye ayrılır: Çekirdekli (kanalsız) ve çekirdeksiz (pota tipi). İndüksiyon fırınlarının çalışma prensibi, her ikisinde de aynıdır. Ocağın etrafına sarılan iletkenden akım geçtiği zaman, ocak içinde bir magnetik alan meydana gelmektedir. Ocağın içine sıvı veya katı herhangi bir metalik iletken (demir, çelik, alüminyum, bakır vs.) konduğu zaman bunların üzerinde indüksiyon akımları meydana gelmekte ve dirençten dolayı hâsıl olan ısı sâyesinde katı haldeki metalleri eritmekte sıvı haldekilerin sıcaklığı artmaktadır.
Sıvı metalin ocak içinde uzun süre tutulabilmelerinden dolayı bilhassa otomotiv sanâyi parçası döken dökümhânelerde çok kullanılmaktadır. Bu ocaklarda sıvı metalin analizini kontrol etmek ve yeni alaşımlar ilâve etmek çok kolay olmaktadır.
Çekirdeksiz indüksiyon ocakları potaya benzemektedir. Ocağın içi ateşe dayanıklı tuğla ile örtülmüş reflektör malzemelerle kaplanmaktadır. Daha sonra 1700°C ye kadar ısıtılarak sinterlenmektedir. Belirli sayıda döküm alındıktan sonra astarı yenilenir.
Yalnız bunda katı şarj yapılmamaktadır. Ocağa sıvı halde alınan metalin katılaşmadan uzun süre tutulması ve gerekli alaşım kontrolünün yapılması sağlanmaktadır. Bu ocağa çekirdeksiz denmesinin sebebi, ocak içinde sıvı metali çekirdek olarak tutma zorluğundan dolayıdır. İndüksiyon ocakları frekansa göre de sınıflandırılır.
Hat frekanslı indüksiyon ocakları
50 Hz
Düşük frekanslı indüksiyon ocakları50-150 Hz
Orta frekanslı indüksiyon ocakları150-600 Hz
Yüksek frekanslı indüksiyon ocakları600 Hz.den Yukarı
Orta ve daha düşük frekanslı ocaklar, tutma (sıvı mâdeni bekletme ve alaşım ayarlama) ocağı olarak kullanılır. Yüksek frekanslı ocaklar ise ilk ergitme ocağı olarak kullanılmaktadır. Bu ocaklarda ergitme süresi çok daha kısadır.
Rezistanslı fırınlar: Bu fırınlar, fırın içerisinde döşenen rezistansların üzerinden elektrik akımının geçmesiyle ısınmaktadır. Bu fırınlar daha ziyâde tav ve ısıl işlem fırınları olarak kullanılır. Tuğla ve seramik fırınları, mutfaklarda ve laboratuvarlarda kullanılan fırınların bir çoğu bunlardandır.
e-posta adresimize mail atabilirsiniz.