Fırın

Fırın Alm Backofen (m), Fr Four, tourneau (m), İng 1 Oven, bakery 2 Kiln 3 FurnaceGenellikle 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 kullanılırOdunla ısıtılanlardan ekmek pişirmede istifade edilir Bu fırınların tavanları kubbe şeklindedir Duvarları ateşe dayanıklı tuğlalarla örülüdür Önde fırın içine müdahale etmeye yarayan ve ağız tabir edilen bir açık kısım mevcuttur Fırına odun ve hamur bu ağızdan verilir Ağızın hemen üst kısmında fırın içinde hasıl olan gazların çıkmasına yarayan bir baca mevcutturOdunlar fırının bir köşesine yığılarak yakılırlar Odunların yanması tamamlanıp, fırın istenilen sıcaklığa geldikten sonra hamurlar fırının içine sıralar halinde 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 tabir edilen, kül ve kükürt oranı düşük, iyi kalite kok kömürleridirYüksek fırınlarda kok ve demir cevheri münavebeli olarak kireçtaşı ile beraber fırına kat kat yüklenirler Daha sonra fırın yakıldığında hasıl olan sıcaklığın tesiri ile, içerde meydana gelen CO gazı ile oksit halindeki demir cevherleri redüklenerek demir, serbest hale gelir Erimiş halde bulunan demir, yüksek fırının tabanında toplanır Bunun üzerinde de curuf tabir edilen erimiş halde çeşitli oksitler bulunur İşlem tamamlandıktan sonra curuf, curuf kapısından, elde edilen sıvı demir ise maden ağzından dışarı alınırKapalı 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 vasıtasıyla 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 olmaktadırIsıl işlem fırınlarında da yükleme yine arabalarla yapılmaktadır Isıl işleme tabi tutulacak malzemeler, raylarla hareket ettirilen arabalar üzerine istif edilerek fırına sürülür Kapak kapatılarak fırın yakılırİşlem 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 Sanayide birçok kurutma ve pişirme işlemlerinin yapıldığı fırınlar, LPG ile ısıtılmaktadır Bunlardan bir kısmı ateşe dayanıklı tuğlalarla kaplanmaktadır


Elektrikli fırınlar: (Bunlara sanayide ocak tabiri 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 hasıl olan ısı demirin erimesini sağlar Bu fırınlar trifaze cereyanla çalışırlar


Endirekt ark fırınlarında, ark iki elektrot arasında meydana gelir Hasıl olan ısı metali eritir Her iki ocağın içi de ısıya dayanıklı refrakter tuğlalarla örülmektedir Özellikle tavan tuğlaları yüksek alüminatlı refraktör tuğla ile örtülür Ocağın çalışması esnasında astar ve tuğlalarda aşınma meydana gelirAşınan kısımlar maden alındıktan sonra tamir edilir Bu ocaklar mekanik olarak devrilebilir karakterde yapıldıklarından, sıvı metali potalara almak ve maden 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 hasıl olan ısı sayesinde katı haldeki metalleri eritmekte sıvı haldekilerin sıcaklığı artmaktadır


Sıvı metalin ocak içinde uzun süre tutulabilmelerinden dolayı Özellikle otomotiv sanayi parçası döken dökümhanelerde çok kullanılmaktadır Bu ocaklarda sıvı metalin analizini kontrol etmek ve yeni alaşımlar ilave 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 ocakları50 Hz


Düşük frekanslı indüksiyon ocakları50-150 Hz


Orta frekanslı indüksiyon ocakları150-600 Hz


Yüksek frekanslı indüksiyon ocakları600 Hzden Yukarı


Orta ve daha düşük frekanslı ocaklar, tutma (sıvı madeni 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 ziyade tav ve ısıl işlem fırınları olarak kullanılır Tuğla ve seramik fırınları, mutfaklarda ve laboratuvarlarda kullanılan fırınların bir çoğu bunlardandır


Kaynak: Rehber Ansiklopedisi