يُعدّ التحكم في ضغط الفرن في أفران صهر الألومنيوم التجديدية جانبًا أساسيًا لضمان كفاءة الصهر، وتقليل استهلاك الطاقة، وإطالة عمر الفرن. وتتمثل فكرته الأساسية في موازنة حجم الغاز داخل الفرن عن طريق ضبط انبعاثات غازات الاحتراق.

1. مبادئ التحكم والدائرة الأساسية

   تتكامل حلقات التحكم في ضغط الفرن والتحكم في غازات الاحتراق بشكل وثيق. يستخدم النظام جهاز إرسال فرق الضغط لقياس فرق الضغط بين داخل الفرن وخارجه في الوقت الفعلي، ثم يحول إشارة الضغط إلى إشارة تيار كهربائي تتراوح بين 4 و20 مللي أمبير، ويرسلها إلى وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC). تقوم وحدة التحكم PID (التناسبية التكاملية التفاضلية) ذات الحلقة المغلقة في وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة بمقارنة القيمة المقاسة بالقيمة المضبوطة (عادةً ما تكون ضغطًا موجبًا طفيفًا، مثل 10-30 باسكال)، وتُصدر أوامر تحكم إلى المشغل - وهو عادةً صمام فراشة كهربائي منظم على مدخنة الغازات المساعدة.

2. منطق التنفيذ الرئيسي

   عندما يزداد ضغط الفرن (كما هو الحال بعد التغذية أو في لحظة الانعكاس): يقوم جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) بإصدار أوامر بفتح الصمام لزيادة التدفق، ويتم تصريف المزيد من غاز المداخن ذي درجة الحرارة العالية بسرعة من خلال المدخنة المساعدة أو يتم تصريفه بعد مروره عبر جسم تخزين الحرارة، مما يقلل من كمية الغاز المتبقية في الفرن.

   عندما ينخفض ضغط الفرن أو يصبح سالباً: يقل فتح الصمام، ويتم إعاقة انبعاث غازات الاحتراق، ويتراكم الغاز في الفرن، ويرتفع الضغط.

3. خصائص خاصة في ظل ظروف تخزين الحرارة

   نظراً لأن نظام التجديد يستخدم خزانين للتجديد يتبادلان اتجاهيهما بالتناوب (كل 30-60 ثانية)، فإن مقاومة مرور غازات الاحتراق تتذبذب بشكل كبير أثناء عملية التبديل، مما يتسبب في تغيرات مفاجئة دورية في ضغط الفرن. لذلك، تُدخل أنظمة التحكم المتقدمة تغذية أمامية متزامنة للتبديل: حيث يتم ضبط فتحة الصمام مسبقاً قبل عملية التبديل لكبح ارتفاعات الضغط المفاجئة.

4. الحماية الأمنية وتحسينها

   قفل باب الفرن: في اللحظة التي يتم فيها فتح باب الفرن، يتحول تلقائيًا إلى وضع أولوية الضغط لإجبار طرد الدخان ومنع خروج الدخان ذي درجة الحرارة العالية والتسبب في الإصابة.

   الحماية من الضغط الزائد: عندما يتجاوز الضغط القيمة الحدية، سيتم فتح الباب المقاوم للانفجار أو مخمد المدخنة في حالة الطوارئ.

من خلال الجمع بين تنظيم الحلقة المغلقة PID المذكور أعلاه ومنطق التبديل، يمكن التحكم في تقلب ضغط الفرن لفرن صهر الألومنيوم التجديدي في حدود ±5 باسكال، مما لا يمنع فقط دخول الهواء البارد من التسبب في أكسدة سائل الألومنيوم وامتصاص الهيدروجين، ولكنه يمنع أيضًا باب الفرن من الاشتعال وإتلاف هيكل الإغلاق.