Temperatura del forno

La temperatura del forno dipende dalla temperatura di carica necessaria. La temperatura dell'elemento supererà la temperatura del forno di una quantità determinata dalla struttura dell'elemento.

Potenza del forno

La potenza del forno viene calcolata determinando la quantità di energia necessaria per riscaldare la carica a una temperatura predeterminata entro un tempo specifico, incluse le perdite del forno e un margine di sicurezza.

Modalità di funzionamento

Per i forni a funzionamento continuo, è generalmente sufficiente calcolare la potenza richiesta per la carica effettiva, considerando l'efficienza normale per quel tipo di forno. Assumendo un'efficienza del 70-80% per coprire le perdite di un forno elettrico e aggiungendo un margine di sicurezza, si può ottenere un valore di ingresso adeguato. Per i forni batch, nel determinare i requisiti di potenza in ingresso occorre tenere conto dei tempi di riscaldamento necessari e della capacità di riscaldamento del forno. Tuttavia, la potenza impiegata ha un effetto minimo sul consumo energetico e sull'efficienza. Il fattore decisivo sono le perdite di calore, determinate dall'efficacia dell'isolamento. Una data massa richiede la stessa quantità di energia indipendentemente dalla potenza totale.

Nella selezione dei valori di potenza in ingresso, l'obiettivo è quello di fornire una potenza sufficiente senza che risulti eccessivamente elevata in relazione alle dimensioni del forno, perché porterebbe a temperature dell'elemento inutilmente elevate, con conseguente impatto negativo sulla durata di esercizio. I forni batch LTM (bassa massa termica) possono richiedere circa il 25% in meno di potenza impiegata.

Tensione del forno

A parte i piccoli forni ad alta temperatura, che di solito funzionano con tensioni più basse grazie a un trasformatore, la maggior parte dei forni può essere progettata per funzionare con una tensione di rete standard. Anche lo spessore o la sezione trasversale dell'elemento influenzano la progettazione del circuito. Per sezioni di filo di grandi dimensioni, la potenza del forno non dovrebbe essere suddivisa tra troppi circuiti paralleli. Con alimentazione CA trifase, una configurazione a stella (Y) generalmente consente diametri maggiori, mentre una configurazione a delta (Δ) richiede diametri più piccoli. Pertanto, gli elementi nei forni di piccole dimensioni dovrebbero essere preferibilmente collegati a una fonte di alimentazione monofase in serie o tramite un trasformatore a bassa tensione.

Potenza di parete del forno

Nella progettazione degli elementi di riscaldo, la temperatura dell'elemento e la sezione trasversale del materiale sono fondamentali, in quanto influenzano in modo significativo la durata di vita. L'obiettivo è, in genere, quello di ottenere la massima durata dell'elemento. I fattori principali sono la concentrazione di energia sulla parete del forno, il carico superficiale specifico del materiale della resistenza e le condizioni di trasferimento del calore. L'area della parete viene solitamente calcolata moltiplicando la lunghezza per l'altezza o la larghezza della parete che supporta elementi, il tetto o il fondo.

Carico massimo consigliato in parete in base alla temperatura del forno e alle diverse configurazioni degli elementi

Panoramica: Tipi di elementi del forno

I gruppi di elementi riscaldanti per forni comprendono configurazioni a filo e a nastro. Progettati per temperature fino a 1.300°C (2.370°F), ottimizzano le prestazioni grazie a parametri precisi di carico superficiale e di carico della parete.

	Elementi in filo						Elementi in nastro
Tipi di elemento	Spirale	Spirale	A porcospino	Rod Over Bend (R.O.B. / Elementi a greca agganciati)	A greca	ad anse	A greca alta	A greca alta	A greca alta	A greca
Supporti	Tubi in ceramica	Canali	Tubi ceramici	Barre metalliche	Graffette metalliche	Tubi ceramici	Cup-locks ceramici	Boccole ceramiche	Tubi ceramici	Canali
Materiale	Silimanite	Chamotte grado 28	Silimanite	Kanthal® APM	A forma di U Chiodi Kanthal®	Silimanite	Cordierite o mullite	Cordierite o mullite	Sillimanite	Chamotte grado 28
Temperatura massima del forno, °C	1.300	1.250	800	1.300	1.300	1.300	1.300	1.300	1.300	1.300
Carico massimo in parete a 1.000°C temperatura del forno, kW/m2	40	35	–	50	50	60	60	60	60	20 - 40
Carico superficiale massimo a 1.000°C temperatura del forno, W/cm2	3 - 4	3 - 4	–	5 - 6	3 - 6	5 - 6	5–6	5–6	5–6	3 - 4
Diametro del filo, d, mm	2.0 - 6.5	2.0 - 5.0	1,0 - 6,5	>5.0	2.0 - 5.0	>5.0	–	–	–	–
Spessore del nastro, t, mm	–	–	–	–	–	–	2.0–3.0	2.0–3.0	2.0–3.0	1.5–3.0
Larghezza nastro, w, mm	–	–	–	–	–	–	8–12 t	8–12 t	8–12 t	8–12 t
Diametro esterno spirale, D, mm	12 - 14 d	5 - 6 d	–	–	–	–	–	–	–	–
Altezza massima dell'ansa a 1.000°C temperatura del forno, mm	–	–	–	250	100	250	250	250	250	2 - 3 w
Passo minimo all'altezza massima dell'ansa, mm.	3d	2d	3d	40	40	40	50	50	50	1,5 W