Fırın - Kiln

Odun kömürü fırınlar, California
Hint tuğla fırını
Farnham Çömlekçilik, Wrecclesham, Surrey fotoğrafın sağında korunmuş şişe fırın ile
Katener kemer yapım aşamasında fırın
Boş, aralıklı bir fırın. Bu özel örnek bir "araba fırını" dır; taban tekerlekler üzerindedir ve fırından çıkarılmıştır - bu, fırının yüklenmesini ve boşaltılmasını kolaylaştırır

Bir fırın ısı yalıtımlı bir odadır, bir tür fırın, sertleştirme, kurutma veya kimyasal değişiklikler gibi bazı işlemleri tamamlamak için yeterli sıcaklıklar üreten. Fırınlar, bin yıldır, kil içine çanak çömlek, fayans ve tuğla. Çeşitli endüstriler kullanır döner fırınlar için Pyroprocessing - cevherleri kalsine etmek, kalsine etmek kireçtaşı -e Misket Limonu için çimento ve diğer birçok malzemeyi dönüştürmek için.

Telaffuz ve etimoloji

Webster's Dictionary of 1828'de belirtildiği gibi "fırın" kelimesi başlangıçta "n" sessiz olarak "kil" olarak telaffuz edildi. [1] Fonetik olarak, "fırın" içindeki "ln", bir digraph: "ilahideki" "mn" gibi, yalnızca bir ses çıkaran iki harfin birleşimi.[2] Fırından düşmek sizi öldürebilir. "[3] Bowen, "öldürmek" ve "fırın" ın sesteş sözcükler olduğu mizahi gerçeğine işaret ediyordu.[4] Kökenine rağmen, "n" harfinin telaffuz edildiği bu kelimenin modern telaffuzu, orijinal telaffuzdan daha geniş kabul görmüştür. Bu büyük olasılıkla şu şekilde bilinen bir fenomenden kaynaklanmaktadır: heceleme telaffuz, bir kelimenin telaffuzunun yazımından türetildiği ve gerçek telaffuzundan farklı olduğu durumlarda. Bu sessiz harfli kelimelerde yaygındır.

Fırın iner Eski ingilizce Cylene (/ ˈKilen /) ödünç alınan Eski Galce 'Cylyn'[5][6] bu da Latince'den ödünç alındı Culīnamutfak, pişirme ocağı, yanma yeri.

Fırınların kullanımı

Çukur ateşlenmiş çömlek M.Ö. 6000 yıllarına tarihlenen bilinen en eski fırından binlerce yıl önce üretilmiştir ve Yarım Tepe modern Irak'ta site.[7] Neolitik fırınlar 900 ° C'den (1652 ° F) daha yüksek sıcaklıklar üretebildi.[8]Kullanım alanları şunları içerir:

Seramik fırınlar

Fırınlar, tüm seramiklerin üretiminin önemli bir parçasıdır. Seramikler yüksek sıcaklıklar gerektirir, bu nedenle yanmayan gövdeyi kalıcı olarak değiştirmek için kimyasal ve fiziksel reaksiyonlar meydana gelir. Çömlekçilik söz konusu olduğunda, kil malzemeler şekillendirilir, kurutulur ve ardından bir fırında pişirilir. Nihai özellikler, kil gövdesinin bileşimi ve hazırlanması ve ateşlendiği sıcaklık ile belirlenir. İlk ateşlemeden sonra, sırlar kullanılabilir ve eşya, sırın gövdeye kaynaşması için ikinci kez pişirilir. Sır üstü bezemeyi sabitlemek için daha düşük bir sıcaklıkta üçüncü bir fırınlama gerekebilir. Modern fırınlar genellikle sofistike elektronik kontrol sistemlerine sahiptir. pirometrik cihazlar sıklıkla da kullanılmaktadır.

Kil, nispeten zayıf ve gözenekli olan ince taneli parçacıklardan oluşur. Kil, işlenebilir bir kil gövdesi oluşturmak için diğer minerallerle birleştirilir. Ateşleme süreci şunları içerir: sinterleme. Bu, partiküller kısmen eriyene ve birlikte akana kadar kili ısıtır, gözenekler ve kristalin malzeme ile serpiştirilmiş camsı bir fazdan oluşan güçlü, tek bir kütle oluşturur. Pişirmeyle gözeneklerin boyutu küçülür ve malzemenin hafifçe küçülmesine neden olur. Bu kristalin malzeme ağırlıklı olarak şunlardan oluşur: silikon ve alüminyum oksitler.

En geniş anlamda, iki tür fırın vardır: aralıklı ve sürekli, her ikisi de bir yalıtımlı kontrollü bir iç sıcaklık ve atmosfere sahip kutu.

Bir sürekli fırınbazen a denir tünel fırın, sadece merkezi kısım doğrudan ısıtılarak uzundur. Soğuk girişten eşya fırının içinde yavaşça hareket ettirilir ve fırının en merkezi, en sıcak kısmına yaklaştıkça sıcaklığı sabit bir şekilde artar. Fırın boyunca devam ederken, eşya fırından neredeyse oda sıcaklığında çıkana kadar sıcaklık düşürülür. Sürekli bir fırın enerji tasarrufludur, çünkü soğutma sırasında açığa çıkan ısı, gelen eşyayı önceden ısıtmak için geri dönüştürülür. Bazı tasarımlarda, eşya tek bir yerde bırakılırken, ısıtma bölgesi onun üzerinde hareket eder. Bu türdeki fırınlar şunları içerir:

  • Hoffmann fırın
  • Bull's Hendek fırını
  • Habla (Zig-Zag) fırını
  • Silindir fırın: Sofra takımı ve fayans imalatında yaygın olan özel bir fırın türü, döner ocaklı fırınyarasaların üzerine konulan malların fırın boyunca merdaneler üzerinde taşındığı.

İçinde aralıklı fırıneşya fırın içine yerleştirilir, fırın kapatılır ve iç sıcaklık bir programa göre artırılır. Fırınlama tamamlandıktan sonra hem fırın hem de eşya soğutulur. Eşya kaldırılır, fırın temizlenir ve bir sonraki döngü başlar. Bu türdeki fırınlar şunları içerir:[10]

  • Kelepçe fırını
  • Skove fırın
  • İskoç fırını
  • Aşağı Taslak fırın
  • Mekik Fırınlar: Bu, bir veya iki ucunda bir kapısı olan araba tabanlı bir fırındır. Brülörler, türbülanslı dairesel bir hava akışı oluşturacak şekilde her iki tarafta üstte ve altta konumlandırılmıştır. Bu tip fırın genellikle çok arabalı bir tasarımdır ve beyaz eşya, teknik seramik ve refrakterleri partiler halinde işlemek için kullanılır. Malın boyutuna bağlı olarak mekik fırınlar, ateşlenmiş ve ateşlenmemiş malları fırının içine ve dışına taşımak için arabayı hareket ettiren cihazlar ile donatılabilir. Mekik fırınlar yukarıdan aşağıya veya aşağıya çekilebilir. Bir Mekik Fırın adını, fırın arabalarının fırının her iki ucundan bir mekik fırına girebildiği, oysa bir tünel fırının yalnızca bir yönde akışa sahip olduğu gerçeğinden alır.

Fırın teknolojisi çok eskidir. Tencere ve yakıtla dolu basit bir toprak hendekten geliştirilen fırınlar çukur ateşleme, modern yöntemlere. Bir iyileştirme, bölmeli tencere ve bir doldurma deliği olan tencere etrafına bir ateşleme odası inşa etmekti. Bu korunmuş ısı. Bir baca yığını hava akışını iyileştirdi veya çizmek fırının, böylece yakıtı daha iyi yakıyor.

Çin fırın teknolojisi, her zaman için önemli bir faktör olmuştur. Çin çanak çömlek ve son yüzyıllara kadar dünyanın en gelişmişiydi. Çinliler, MÖ 2000'den önce yaklaşık 1.000 ° C'de ateşleme yapabilen fırınlar geliştirdiler. Bunlar, genellikle yerin altına inşa edilen yukarı yönlü fırınlardı. MS 200 civarında iki ana tip fırın geliştirildi ve modern zamanlara kadar kullanımda kaldı. Bunlar ejderha fırını dağlık güney Çin, genellikle odunla beslenen, uzun ve ince ve bir yokuş yukarı koşan ve at nalı şeklindeki mantou fırını Kuzey Çin ovalarının daha küçük ve daha kompakt. Her ikisi de güvenilir bir şekilde 1300 ° C'ye kadar veya daha yüksek sıcaklıklar için gerekli porselen. Ming'in sonlarında yumurta şeklinde fırın veya Zhenyao geliştirildi Jingdezhen ve çoğunlukla orada kullanılır. Bu, diğer türler arasında bir uzlaşma niteliğindeydi ve ateşleme odasında çeşitli ateşleme koşulları olan yerler sunuyordu.[11]

Her ikisi de Antik Roma seramiği ve ortaçağ Çin seramikleri, tek bir ateşlemede on binlerce parça ile endüstriyel miktarlarda ateşlenebilir.[12] Daha basit fırınların ilk örnekleri Britanya sırasında kiremit yapanlar dahil Roma Meslek. Bu fırınlar, altta bir ateş yakılacak ve ısı fırının içine yükselecek şekilde bir eğim kenarına inşa edildi.

Geleneksel fırınlar şunları içerir:

  • Ejderha fırını Güney Çin: ince ve uzun, bir yamaca tırmanıyor. Bu tür geri kalanına yayıldı Doğu Asya Japon vermek Anagama fırını, üzerinden ulaşılıyor Kore 5. yüzyılda. Bu fırın genellikle bir tarafında daha küçük eşya istifleme delikleri olan, bir ucunda bir yanma odası ve diğerinde bir baca bulunan bir uzun ateşleme odasından oluşur. Pişirme süresi bir günden birkaç haftaya kadar değişebilir. Geleneksel anagama fırınları da daha iyi bir taslak sağlamak için bir eğim üzerine inşa edilmiştir. Japonlar Noborigama fırını Anagama tasarımından, ahşabın önce ön ateş kutusundan, daha sonra sadece yan doldurma deliklerinden 600 ° C'ye (1,112 ° F) kadar ısıtılmış hava avantajıyla istiflendiği çok odalı bir fırın olarak bir evrimdir. ön ateşleme kutusu, daha verimli ateşleme sağlar.
Khmer Seramik ve güzel sanatlar merkezinde geleneksel Kamboçya fırınının yeniden inşası sırasında Siem Reap Kamboçya
  • Khmer Fırını: oldukça benzer Anagama fırını; ancak, geleneksel Khmer Fırınlarının düz bir çatısı vardı. Çin, Kore veya Japon fırınlarının kemerli çatısı vardır. Bu tip fırınlar boyut olarak değişir ve onlarca metreyi ölçebilir. Ateşleme süresi de değişir ve birkaç gün sürebilir.
  • Şişe fırını: Eskiden çanak çömlek fırınlarında kullanılan, genellikle kömürle çalışan bir tür aralıklı fırın; böyle bir fırının etrafı tipik şişe şeklindeki uzun bir tuğla kulübe veya külahla çevriliydi. Yemek takımları kapalı ateş kili sarkıtları içine alınmıştı, çünkü ateşten çıkan ısı ve duman fırından geçerken 1.400 ° C'ye (2.552 ° F) varan sıcaklıklarda ateşlenecekti.
  • Bisküvi fırını: İlk ateşleme bisküvi fırınında yapılır.
  • Glost fırın: Bisküvi ürünleri sırlandı ve bir saniye Glost ateşleme daha büyük glost fırınlarında
  • Mantou fırını Kuzey Çin, ejderha fırınından daha küçük ve daha kompakt.
  • Kül Fırını: Bu, 800 ° C'nin (1,472 ° F) altındaki bir sıcaklıkta sır üstü dekorasyonu ateşlemek için kullanıldı. bu soğuk fırınlarda, yangınlardan çıkan duman, fırın dışındaki bacalardan geçer.
  • Katener kemerli fırın: Genellikle çanak çömlek pişirmek için kullanılır. tuz, bunlar formlarına göre (a katener kemer), tekrarlanan ısıtma ve soğutma döngüleri boyunca şeklini koruma eğilimindeyken, diğer tipler kapsamlı metal yapı destekleri gerektirir.
  • Sevr fırın: Sèvres, Fransa'da icat edildi, su geçirmez seramik gövdeler ve elde edilmesi kolay sırlar üretmek için verimli bir şekilde 1,240 ° C (2,264 ° F) yüksek sıcaklıklar üretti. Odun ateşinde bile daha kısa sürede yüksek sıcaklık üreten aşağı yönlü bir tasarıma sahiptir.
  • Bourry kutusu fırın, öncekine benzer.

Modern fırınlar

İle Endüstri çağı, fırınlar elektrik ve daha fazla rafine yakıt kullanmak üzere tasarlanmıştır. doğal gaz ve propan. Pek çok büyük endüstriyel seramik fırını, genellikle temiz, verimli ve kontrolü kolay olduğu için doğal gaz kullanır. Modern fırınlar, pişirme sırasında ince ayarlara izin veren bilgisayarlı kontrollerle donatılabilir. Bir kullanıcı sıcaklık tırmanma oranını kontrol etmeyi seçebilir veya rampa, ambar veya emmek herhangi bir noktadaki sıcaklık veya soğutma oranını kontrol edin. Hem elektrikli hem de gazlı fırınlar, endüstri ve zanaat, el yapımı ve heykel işlerinde daha küçük ölçekli üretim için yaygındır.

Bazı fırınların sıcaklığı şu şekilde kontrol edilir: pirometrik koniler - belirli sıcaklıklarda erimeye başlayan cihazlar.

Modern fırınlar şunları içerir:

  • İmbik fırını: Uzun süreler için yaklaşık 1.500 ° C (2.732 ° F) sıcaklığa ulaşabilen bir fırın tipi. Tipik olarak, bu fırınlar endüstriyel amaçlarla kullanılır ve fırının altını ve kapısını oluşturan hareketli şarj arabalarına sahiptir.
  • Elektrikli fırınlar: tarafından işletilen fırınlar elektrik 20. yüzyılda, öncelikle okullar, üniversiteler ve hobi merkezleri gibi daha küçük ölçekli kullanım için geliştirilmiştir. Çoğu elektrikli fırın tasarımındaki atmosfer, oksijen oksijen moleküllerini tüketecek açık alev olmadığı için. Bununla birlikte, indirgeme koşulları uygun gaz girişi ile veya kullanılarak oluşturulabilir. Saggars belirli bir şekilde.
  • Feller fırın: Bacadan çıkan yanmamış gazı, odun odasına girmeden önce ısıtmak için yeniden kullanarak odun ateşine çağdaş tasarım getirdi. Bu, daha da kısa bir ateşleme döngüsüne ve daha az odun tüketimine yol açar. Bu tasarım, baca içi radyatörün tipik olarak metal içinde erimesini önlemek için harici havalandırma gerektirir. Sonuç, bir metreküp seramiği bir metreküp odunla ateşleyen çok verimli bir odun fırınıdır.[kaynak belirtilmeli ]
  • Mikrodalga destekli ateşleme: bu teknik birleştirir mikrodalga Seramik malzemeleri gerekli yüksek sıcaklıklarda işlemek için radyant gaz veya elektrikli ısıtma gibi daha geleneksel enerji kaynaklarına sahip enerji. Mikrodalga destekli ateşleme, önemli ekonomik faydalar sağlar.
  • Silindir şapka fırını: bazen çanak çömlek pişirmek için kullanılan aralıklı bir fırın. Eşya, üzerine kutu şeklindeki bir kapağın indirildiği ateşe dayanıklı bir ocak veya kaide üzerine yerleştirilmiştir.

Ahşap kurutma fırını

Yeşil ahşap Kesilen ağaçtan doğrudan gelen, ticari olarak yararlı olamayacak kadar yüksek nem içeriğine sahiptir ve çürür, eğilir ve ayrılır. Her ikisi de sert ahşap ve yumuşak ağaç bırakılmalı kurumak nem içeriği% 18 ile% 8 arasında olana kadar. Bu uzun bir süreç olabilir veya bir fırın kullanılarak hızlandırılabilir. Günümüzde çeşitli fırın teknolojileri mevcuttur: geleneksel, nem alma, güneş, vakum ve radyo frekansı.

Geleneksel ahşap kuru fırınlar[13] paket tipi (yandan yükleyici) veya ray tipi (tramvay) yapıdır. Çoğu parke kereste fırınları, kereste paketlerini fırına yüklemek için çatal araçların kullanıldığı yandan yüklemeli fırınlardır. Çoğu yumuşak ağaç fırınlar, kerestenin (ABD: "kereste") fırının yüklenmesi için fırın / palet arabalarına yüklendiği yol tipleridir. Modern yüksek sıcaklık, yüksek hava hızlı geleneksel fırınlar tipik olarak 1 inç kalınlığında (25 mm) kurutabilir yeşil ahşap % 18 nem içeriğine 10 saatte. Ancak 1 inç kalınlığında yeşil Red Oak,% 8 nem içeriğine kadar kuruması için yaklaşık 28 gün gerektirir.
Isı tipik olarak açma / kapama pnömatik valfler tarafından kontrol edilen kanatlı / borulu ısı değiştiricilerden geçen buhar yoluyla verilir. Nem, belirli bir düzen genellikle belirli bir üreticiye özgü olan bir havalandırma sistemiyle giderilir. Genel olarak, fırının bir ucundan soğuk kuru hava verilirken diğer ucundan ılık nemli hava dışarı atılır. Sert ağaç konvansiyonel fırınlar ayrıca, kurutma döngüsü sırasında fırın içindeki bağıl nemin çok düşük seviyede düşmesini önlemek için ya buhar spreyi ya da soğuk su sisleme sistemleri yoluyla nemin verilmesini gerektirir. Daha büyük fırın yüklerinin eşit kurumasını sağlamak için fan yönleri tipik olarak periyodik olarak tersine çevrilir.
Yumuşak odun fırınlarının çoğu 115 ° C (239 ° F) sıcaklığın altında çalışır. Sert ağaç fırını kurutma programları tipik olarak kuru termometre sıcaklığını 80 ° C'nin (176 ° F) altında tutar. Kurutulması zor türler aşmayabilir. 60 ° C (140 ° F)
Nem alma fırınları temel konstrüksiyonda diğer fırınlara benzer ve kuruma süreleri genellikle benzerdir. Isı, öncelikle nemi de ortadan kaldıran entegre bir nem alma ünitesinden gelir. Yardımcı ısı, nem gidericiyi desteklemek için genellikle programın başlarında sağlanır.
Güneş fırınları ilk yatırım maliyetlerini düşük tutmak için genellikle hobiciler tarafından inşa edilen geleneksel fırınlardır. Isı, güneş radyasyonu yoluyla sağlanırken, iç hava sirkülasyonu tipik olarak pasiftir.
Vakum ve radyo frekansı fırınları kurutma sürecini hızlandırmak için hava basıncını azaltın. Öncelikle odun yüküne ısı verilmesi yönteminde değişen bu çeşitli vakum teknolojileri mevcuttur. Sıcak su plakalı vakumlu fırınlar, ısı kaynağı olarak içinde dolaşan su ile alüminyum ısıtma plakaları kullanır ve tipik olarak önemli ölçüde azaltılmış mutlak basınçta çalışır. Süreksiz ve SSV (aşırı ısıtılmış buhar), fırın şarjına ısı vermek için atmosfer basıncını kullanır. Tüm fırın yükü, tam atmosfer basıncına ulaşır, daha sonra haznedeki hava ısıtılır ve son olarak, şarj soğurken bir vakum çekilir. SSV, vakum ve geleneksel fırın teknolojisinin bir karışımında, tipik olarak tam atmosfer basıncının yaklaşık 1 / 3'ü kadar kısmi atmosferlerde çalışır (SSV fırınları, yerel olarak hasat edilen ahşabın Kuzey Amerika ormanlarından daha kolay kurutulduğu Avrupa'da önemli ölçüde daha popülerdir. RF / V (radyo frekansı + vakum) fırınları, fırın şarjını ısıtmak için mikrodalga radyasyonu kullanır ve yerel fosil yakıt veya atık odun kaynakları yerine elektrikle sağlanan buharlaşma ısısı nedeniyle tipik olarak en yüksek işletme maliyetine sahiptir.

Farklı odun kurutma teknolojilerinin ekonomisi, toplam enerji, sermaye, sigorta / risk, çevresel etkiler, işçilik, bakım ve ürün bozunma maliyetlerine dayanmaktadır. Tesis maliyetlerinin önemli bir parçası olabilen bu maliyetler, belirli bir tesisteki kurutma ekipmanının varlığının farklı etkisini içerir. Yeşil düzelticiden planya değirmenindeki besleme sistemine kadar her ekipman parçası "kurutma sisteminin" bir parçasıdır. Kurutma sisteminin gerçek maliyetleri ancak toplam tesis maliyetleri ve kurutmalı ve kurutmasız riskler karşılaştırılırken belirlenebilir.

Fırında kurutulmuş yakacak odun, 1980'lerde öncü olmuş ve daha sonra daha düşük nem içeriğine sahip odun satmanın ekonomik ve pratik faydaları nedeniyle Avrupa'da yaygın olarak benimsenmiştir.[14][15][16]

Isı kaynakları da dahil olmak üzere odun fırınlarının ürettiği toplam (zararlı) hava emisyonları önemli olabilir. Tipik olarak, fırının çalıştığı sıcaklık ne kadar yüksek olursa, üretilen emisyon miktarı da o kadar büyük olur (çıkarılan su poundu başına). Bu, özellikle ince kaplamaların kurutulması ve yumuşak ağaçların yüksek sıcaklıkta kurutulması için geçerlidir.

Fotoğraf Galerisi

Ayrıca bakınız

Notlar

  1. ^ webstersdictionaty1828.com
  2. ^ Nereden Üst Sınıflar İçin Konuşulan ve Yazılan İngilizce Kelimeler James A. Bowen 1915: “Sessiz olan digraph ln fırında meydana gelir.
  3. ^ Bowen, James A. (1915). "Üst Sınıflar İçin Sözlü ve Yazılı İngilizce Kelimeler: Harflerin Yetkilerini ve Hecelerin Oluşturulmasını ve Kullanımını Öğretmek İçin Tasarlandı".
  4. ^ homophone.com
  5. ^ geiriadur.ac.uk
  6. ^ archive.org
  7. ^ Piotr Bienkowski; Alan Millard (15 Nisan 2010). Eski Yakın Doğu Sözlüğü. Pennsylvania Üniversitesi Yayınları. s. 233. ISBN  978-0-8122-2115-2.
  8. ^ James E. McClellan III; Harold Dorn. Dünya Tarihinde Bilim ve Teknoloji: Giriş. JHU Press; 14 Nisan 2006. ISBN  978-0-8018-8360-6. s. 21.
  9. ^ Conran, Sheelagh; et al. (2011). Geçmiş Zamanlar, Değişen Şanslar. Ulusal yol planları üzerine arkeolojik keşifler üzerine halka açık bir seminerin bildirileri. ARKEOLOJİ VE ULUSAL YOLLAR OTORİTESİ, Monograf Serisi No. 8. Dublin: Ulaşım Altyapısı İrlanda. sayfa 73–84. ISBN  9780956418050.
  10. ^ "Küçük Ölçekli Tuğla Yapımı".
  11. ^ Rawson, 364, 369-370; Vainker, 222-223; Grove Sanat Sözlüğü'nden JP Hayes makalesi
  12. ^ Vainker, 222-223; Grove Sanat Sözlüğü'nden JP Hayes makalesi
  13. ^ Rasmussen 1988.
  14. ^ Maviglio, S. 1986. Üç günde güdükten sobaya. Yankee. 50 (12): 95-96 (Aralık).
  15. ^ http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplrn/fplrn254.pdf
  16. ^ "Yakacak odunumuz hakkında önemli bilgiler ve gerçekler". www.certainlywood.co.uk. Alındı 2016-10-27.

Referanslar

  • Hamer, Frank ve Janet. Potter'ın Malzeme ve Teknik Sözlüğü. A & C Black Publishers, Limited, Londra, İngiltere, Üçüncü Baskı 1991. ISBN  0-8122-3112-0.
  • Smith, Ed. Kuru Fırın Tasarım Kılavuzu. J.E. Smith Mühendislik ve Danışmanlık, Blooming Grove, Teksas. Yazardan satın alınabilir J.E. Smith
  • M. Kornmann ve CTTB, "Kil tuğlalar ve kiremitler, imalatı ve özellikleri", Soc. Industrie minérale, Paris, (2007) ISBN  2-9517765-6-X
  • Rasmussen, E.F. (1988). Orman Ürünleri Laboratuvarı, ABD Tarım Bakanlığı. (ed.). Kuru Fırın Operatör Kılavuzu. Sertağaç Araştırma Konseyi.

Dış bağlantılar