Ambiti di applicazione pratica per forni a tubi di piccole dimensioni (3)

Funzionamento orizzontale e verticale

La maggior parte dei forni tubolari è posizionata orizzontalmente perché la capsula portacampioni può scorrere all'interno del tubo del forno e il gas può fluire facilmente da un'estremità all'altra. Il funzionamento orizzontale è adatto per trattamenti termici generali, calcinazione di polveri, ricottura sotto vuoto e molti esperimenti di reazione in fase gassosa.

Il funzionamento verticale offre una varietà di possibilità.La gravità può trattenere le particelle in piccoli supporti, facilitandone il trasporto verso il basso, oppure consentire a fili, fibre o barre di attraversare la zona ad alta temperatura.Contribuisce inoltre a separare i sottoprodotti condensati dall'area del campione. Flange, supporti per campioni e tubi a vuoto devono essere supportati meccanicamente per evitare che il tubo di quarzo sia soggetto a carichi imprevisti.

La possibilità di regolare l'orientamento consente a un singolo forno di supportare diverse configurazioni di ricerca. Tuttavia, ciò non significa che tutti gli accessori siano sicuri da utilizzare in tutte le posizioni. Pompe, manometri, filtri per nebbie oleose e valvole potrebbero avere requisiti di orientamento specifici, che devono essere verificati prima dell'installazione.

Controllo della temperatura e prestazioni di riscaldamento

Il forno utilizza un controllo PID automatico con capacità di auto-regolazione e può essere impostato con un massimo di 30 segmenti programmabili. Gli utenti possono creare profili di riscaldamento controllabili, tempi di mantenimento e sequenze di raffreddamento. Gli allarmi di sovratemperatura e di guasto della termocoppia forniscono un'ulteriore protezione operativa.

L'elemento riscaldante è un filo resistivo in lega di ferro-cromo-alluminio drogata con molibdeno. La temperatura massima è di 1000 °C per meno di un'ora; la temperatura di esercizio continua raccomandata è di 900 °C. Il funzionamento entro l'intervallo raccomandato contribuisce a prolungare la durata dell'elemento riscaldante e dei materiali isolanti.

Il sistema di controllo indicato nella scheda tecnica ha una precisione di controllo di ±1 °C. Tale valore si riferisce alla precisione di controllo nel punto di misurazione e non garantisce l'uniformità della temperatura lungo tutto il tubo. La zona isotermica effettiva è di circa 20 mm, pertanto i campioni devono essere posizionati con cura al centro.

Dispositivo per il vuoto e l'atmosfera controllata:La flangia anteriore utilizza un sistema di bloccaggio rapido a vite manuale e presenta un'interfaccia KF25. La flangia posteriore è sigillata con bulloni e ha una porta G1/8. Queste interfacce possono essere utilizzate per il vuoto, l'introduzione di gas, la misurazione della pressione o altri accessori compatibili.

Per la manipolazione di gas inerti, il tubo di quarzo può essere evacuato e riempito con argon o azoto. È possibile eseguire più cicli di spurgo per ridurre l'ossigeno residuo. Il gas fornito dalla bombola deve passare attraverso un'apposita valvola di riduzione della pressione. La pressione relativa all'interno del tubo di quarzo deve essere mantenuta al di sotto di 0,02 MPa.

A meno che il flusso di processo non sia specificamente progettato per un funzionamento in ambiente chiuso, né la valvola di ingresso né quella di uscita devono essere chiuse durante il riscaldamento. La pressione deve essere monitorata continuamente e, se si avvicina al limite di sicurezza, la valvola di uscita deve essere aperta immediatamente. Il tubo di quarzo potrebbe rompersi violentemente in caso di sovrapressione.

Installazione e funzionamento quotidiano:Le dimensioni del forno sono approssimativamente 210 × 220 × 230 mm e il peso è di circa 10 kg. Ciò ne facilita il posizionamento su un banco di lavoro con spazio limitato o l'integrazione in una piattaforma sperimentale modulare. Il laboratorio deve comunque garantire superfici resistenti al calore, un'adeguata ventilazione, un facile accesso a entrambe le flange e un cablaggio elettrico e per il vuoto sicuro.

Prima di ogni ciclo di funzionamento, ispezionare il tubo di quarzo per verificare la presenza di intaccature, graffi, opacità o contaminazioni. Ispezionare gli O-ring e le superfici di tenuta, assicurarsi che i morsetti e i bulloni siano ben fissati e verificare che il tappo del tubo sia posizionato correttamente. Quando si assembla una nuova configurazione, eseguire prima un ciclo a basso rischio senza carico.

Dopo il trattamento, lasciare raffreddare la provetta e il campione a una temperatura di sicurezza prima di aprire le flange. L'esposizione rapida del quarzo caldo all'aria fredda o il contatto con oggetti freddi possono causare uno shock termico. Pulire le provette utilizzando metodi compatibili con i depositi e il quarzo.

Le caldaie di piccole dimensioni non sono la scelta migliore.

I forni di piccole dimensioni non dovrebbero essere scelti solo per le loro dimensioni ridotte. Sono inadatti quando la lunghezza del campione supera la lunghezza effettiva della zona di riscaldamento, le crogioli del campione non entrano nel corpo del forno con un diametro interno di 17 mm, sono necessari grandi volumi di gas o la ricerca richiede un ampio intervallo di temperatura uniforme. Inoltre, non sono adatti alla produzione in serie su scala industriale.

In questi casi, forni di ricerca da 50 mm, forni a zona lunga, forni multizona o sistemi di grande diametro possono essere più appropriati. L'apparecchiatura più efficace è quella più adatta al processo, non necessariamente il modello più piccolo o più grande.

Perché scegliere di collaborare con Shenyang Kejing? 

Shenyang KejingSviluppa apparecchiature da laboratorio per la preparazione dei materiali, il trattamento termico, la rivestitura, il taglio, la lucidatura e i relativi processi di ricerca. Il modello GSL-1000X-S, con opportune modifiche, può essere configurato per il funzionamento sottovuoto, in atmosfera controllata, con posizionamento orizzontale o verticale e può essere integrato con una camera a guanti.

L'azienda offre anche pompe per vuoto compatibili, tra cui pompe meccaniche e molecolari, nonché flange, valvole, soffietti, accessori per il controllo della pressione e altri componenti di supporto. La comunicazione tecnica pre-acquisto aiuta a confermare il diametro del tubo, le dimensioni del campione, l'orientamento, le condizioni di alimentazione e i requisiti relativi al gas o al vuoto.

Il forno è certificato CE; la certificazione UL o CSA richiede un costo aggiuntivo. I tempi di consegna standard sono di circa dieci giorni lavorativi, a seconda della configurazione finale. Il prodotto è coperto da una garanzia di un anno e da un servizio di manutenzione a vita; il tubo di quarzo, la resistenza e il crogiolo sono materiali di consumo.

Shenyang KejingDispone inoltre di un laboratorio interno per i test applicativi. Gli acquirenti che sviluppano nuovi processi possono discutere le caratteristiche dei campioni con Kejing e valutare i risultati dei test, ove opportuno, prima di finalizzare la selezione delle apparecchiature. Ciò è particolarmente utile per i microforni, poiché il posizionamento del campione e la progettazione del dispositivo di fissaggio influiscono significativamente sulle prestazioni.