5.3 Viktigt för effektiv ugnsdrift

För att en effektiv ugnsdrift skall kunna erhållas måste ett antal villkor vara uppfyllda (Figur 32).

Ugnslängden måste vara anpassad för den önskade produktionen, så att ämnena hinner värmas till sin sluttemperatur och dessutom uppvisa en jämn temperaturprofil. Ugnarnas mörkzon är ganska ofta i kortaste laget, vilket medför att avgastemperaturen kan bli onödigt hög och därmed även förlusterna. Den första delen av värmningen släpar därmed också efter, vilket ökar belastningen på närmast efterföljande brännarzon.

Med härdareatäckning anges hur stor del av den totala härdytan som är täckt med ämnen. Finns det bara några ämnen på härden hinner ej avgaserna lämna ifrån sig sin energi innan de har passerat dem. Avgastemperaturen stiger då och ger ökande förluster. En helt fylld härd tar upp en avsevärt större del av avgasernas energi. Mycket korta ämnen läggs ofta i flera rader för att härdarean skall utnyttjas bättre.

Dessa båda faktorer går hand i hand.

En hög produktionstakt innebär att ugnen utnyttjas effektivt. Den värmer mycket material på kort tid. Man kan jämföra med husmodern som bakar. Hon vill fylla ugnen så mycket som möjligt för att snabbt klara av baket i stället för att lägga in några bullar åt gången och upprepa detta många gånger. Ugnen måste hållas på sin baktemperatur under lång tid, vilket drar mycket energi för en viss produktion.

Alltså: Fyll ugnen så väl som möjligt och tag ut materialet så snart det är färdigvärmt!

Den optimala värmningskurvan måste också hållas hela tiden för att materialet skall vara helt genomvärmt då det lämnar ugnen. Upprepade stopp i efterföljande verksdelar inverkar negativt, eftersom produktionstakten minskas och materialet får ligga onödigt länge i ugnen. Detta gör dels att avgasförlusterna från ugnen ökar, dels att onödig stor avbränna (glödskalsbildning) och/eller avkolning sker.

Ugnstrycket spelar en mycket viktig roll för ugnens driftekonomi. Undvik för lågt tryck, som ger inläckning av kalluft. Sker inläckningen i slutzonen ökar glödskalsbildningen. Det beror på att temperaturen är hög och att syrehalten stigit lokalt genom inläckningen. Bränsleförbrukningen stiger dessutom kraftigt. Orsaken till detta är att läckluften, som håller omgivningstemperatur, måste värmas till avgasernas temperatur innan den lämnar ugnen.

För högt ugnstryck ger också dålig driftsekonomi. Heta ugnsavgaser går då direkt ut i lokalen utan att värma materialet. Högt ugnstryck kan även ge försämrad arbetsmiljö för driftpersonalen, speciellt vid eldning av svavelhaltig olja som bildar svaveloxider vid förbränningen.

Ugnens reglersystem måste fungera riktigt utan några onödiga svängningar. Alla temperatursvängningar ger upphov till högre bränsleförbrukning. Man kan jämföra det med ryckig bilkörning som ger högre bensinförbrukning än lugn och jämn körning. Temperaturavvikelser skall dessutom korrigeras så snabbt som möjligt utan översvängningar.

Anmärkning: En viktig punkt vid underhåll av reglersystemet är att termoelementbyten görs korrekt. Det nya elementet måste monteras med exakt samma instickslängd i ugnsrummet som det gamla. Ett fel på endast några millimeter kan ge ett temperaturfel på 10-20°C. Har elementet ej stuckits in lika långt utan visar för låg temperatur ökar regulatorn brännarpådraget och bränsleförbrukningen skjuter i höjden. Inget synbart fel kan iakttagas. Samma effekt erhålls om kalluft tillåts läcka in utmed elementet.

För att kunna utnyttja en ugn så effektivt som möjligt måste den helst arbeta med en jämn belastning. Planeringen av hur de olika materialposterna skall värmas är då mycket viktig. Alla likartade materialtyper skall värmas efter varandra och ej blandas. En blandning av material kan leda till att en post skall värmas till 1200°C och nästa till 1150°C. Sedan kanske det åter kommer material som skall värmas till 1200°C.

Dessa ideliga ändringar av ugnstemperaturerna innebär att man måste vänta på att korrekt temperatur har uppnåtts vid varje ändring (speciellt vid ändring uppåt). All sådan väntan kostar pengar! I praktiken är det mycket svårt att värma alla ämnen till rätta temperaturer vid en sådan produktionsuppläggning.