دانشمند متالور‍‍ژی

اتوع کوره

مقدمه

کوره ها اصولا برای ذوب,نگهداری,عملیات حرارتی ویا پیشگرم کردن قطعات استفاده می شوند که با توجه به جهت کاربرد وحجم کاری طراحی می شوند.

طراحی و ساخت کوره زمینی

شرایط اقتصادی کار با کوره زمینی ایجاب می نماید که طراحی و ساخت کوره با در نظر گرفتن تمام جوانب انجام گیرد، گرچه اکروزه کارگاه ریخته‌گری خصوصا سنتی تداعی محیط دود و گرد و خاک را می‌نماید، ولی هر گاه کوره‌های زمینی و طراحی آن با توجه به اصول باشد می‌توان کوره‌های بدون دود را تداعی کرد. در زیر مواردی هر چند مختصر در مورد طراحی و ساخت کوره‌های زمینی شرح داده می‌شود.


طراحی کوره

اصولا برای طراحی کوره بایستی چند فاکتور را در نظر گرفت:

1-ارتفاع کوره بایستی در حد پتیمم باشد . یعنی حدی که بالاتری راندمان حرارتی و اقتصادی را دارا باشد. می‌دانیم که هر چه ارتفاع کوره زیاد باشد مقدار گرمای حاصل  در کوره بالا خواهد رفت. و ضمنا سوخت‌ها راندمان بیشتری خواهند داشت، اما بالا بودن ارتفاع کوره مشکلات دیگری را در پی خواهند داشت، از جمله:  خارج کردن بوته از داخل کوره و مصرف بیش از حد مصالح ذوب با توجه به موارد بالا بایستی حداقل ارتفاعی که بالاترین راندمان حرارتی را جهت ریخته‌گری به وجود آورد در نظر گرفته  از آن جایی که قطر کوره‌های زمینی متفاوت است و از طرفی ارتفاع کوره با قطر آن رابطه مستقیم دارد، بنابراین رابطه تجربی زیر را که تقریبا می‌تواند  جوابگو باشد می‌توان در نظر گرفت.

 2-برای حفظ راندمان حرارتی در بالاترین حد خود، طراحان شرایطی را فراهم می‌آورند که حرارت بیشتر در کوره مستقر شده و کمتر تلف شود برای این کار در  بیشتر موارد در حد فاصل بین انتهای ته بوته‌ای و حدود 25 سانتی‌کتر به دهانه کوره ( درب کوره) قطر داخلی کوره را بیشتر انتخاب می‌کنند ( شکم می‌دهند) در این صورت کوره تقریبا به شکل خمره‌ای در خواهد آمد.

در این صورت با توجه به حجم  زیاد قسمت شکن که محل استقرار بوته نیز هست حرارت بیشتر از موقعی است که کوره شکم نداشته باشد ( استوانه‌ای باشد) . ضمنا در کوره‌های خمره‌ای در شرایط یکسان نسبت به کوره‌های استوانه‌ای سوخت کاملتر بوده و کوره دود کمتری دارد. به دو دلیل، یکی این که حرارت این قسمت بیشتر است بنابراین سوخت ناقص نیست. دوم این که چون حجم این قسمت بیشتر است هوای بیشتری هم در این قسمت برای کامل کردن سوخت وجود دارد.

3-استقرار دهانه فارسونگاه نیز از اهمیت خاصی برخوردار است موقعی راندمان ریخته‌گری در رابطه با فارسونگاه بالاترین حد خود را داراست که :

الف- چون در ریخته‌گری حداکثر حرارت بایستی گرم و ذوب نمودن شارژ باشد و کوره‌های زمینی بوته‌ای بوده و شارژ در بوته قرار می‌گیرد، بنابراین حداکثر حرارت بایستی در منطقه‌ای باشد که بوته قرار دارد بنابراین بهتر است شروع و پایان بیشترین حرارت ابتدا و انتهای نبوته باشد.

با توجه به این امر بهتر است لوله فارسونگاه با شرایط زیر نصب گردد:

الف- امتداد لوله فارسونگاه در ارتفاعی نصب گردد که حد فاصل بین ته بوته‌ای و بوته باشد.

ب- لوله فارسونگاه طوری نصب گردد که امتداد آن حتی المقدور ککاس با جداره کوره باشد در غیره این صورت سوخت با برخورد به دیواره از سرعتش کاسته می‌شود بدین ترتیب سوخت مایع که در اثر هوای دم به صورت پودر درآمده با برخورد به دیواره کوره به صورت قطره درآمده و سوخت کامل نخواهد بود.

ج0 استقرار لوله فارسونگاه بایستی طوری باشد که با افق زاویه حدود 6 تا 10 درجه بسازد  در این صورت شعله‌ای که در اثر سوخت به وجود می‌آید اولا به بدنه برخورد نکرده (طبق بند ب) تا باعث کاهش عمر کوره گردد. ثانیا شعله مستقیما از دهانه کوره به بیرون راه نمی‌یابند تا باعث کاهش راندمان حرارتی داخل کوره شود و ضمنا اگر شعله به بیرون راه پیدا کند سوخت کامل نشده ( چون  فرمت کم است) و کوره دود خواهد کرد. ثالثا با اندک زاویه‌ای که به فارسونگ داده می‌شود  شعله پس از چند دور حلزونی از کوره خارج خواهد شد و در نتیجه راندمان حرارتی داخل کوره ( در اثر دوران حلزونی شعله) بالا خواهد رفت البته دوران بیشتر حلزونی در شرایطی صورت می‌گیرد که دیواره کوره مقاومتی در برابر حرکت شعله نداشته باشد یعنی دیواره بایستی صاف و بدون موج و چین‌خوردگی باشد.

کوره‌های زمینی به روشهای مختلفی ساخته می شود و در زیر ساده‌ترین و متداولترین روش برای ساخت کوره زمینی تشریح می‌گردد.

یک کوره زمینی از قسمتهای مختلف زیر ساخته می‌شود.

1- بدنه استوانه‌ای فلزی

با توجه به شرایط طراحی کوره می‌توان بدنه خارجی کوره را از ورق آهن به ضخامت 5mm تا 10mm تهیه نمود. ته این بدنه استوانه‌ای نیز از جنس خودش بوده و به وسیله دریچه‌ای متحرک باز و بسته می گردد. ضمنا سوراخ کوچکی در یک گوشه دریچه پایین جهت خروج اشغال و شیره‌های ته کوره تعبیه گردیده است. دریچه پایین در موقع تعمیر ته کوره باز و بسته می‌گردد. ضخامت جداره کوره نبایستی از حد معینی ( حدود 5mm) کمتر باشد زیرا ضخامت کمتر از این مقدار باعث تغییر شکل جداره در اثر گرما گردیده و در نتیجه باعث از هم پاشیدگی کوره خواهد شد.

2- جداره نسوز کوره

جداره نسوز کوره از مواد نسوز تشکیل گردیده است. امروزه کوره‌های زمینی را بیشتر آجرهای نسوز فرم تشکیل می‌دهد.

نحوه چیدن آجرها  از ته کوره  تا دهانه آن بایستی با توجه به طراحی کوره انجام گیرد. ضمنا دهانه فارسونگاه نیز آجر فرم مخصوص خود دارد اما می‌توان آجرهای جداره کوره را فرم داده و جای آجر فارسونگ به کار برد. ته کوره نیز از آجرهای نسوز حدود 3 سانتی‌متر می‌پوشانند و روی آن را با خاک نسوز با اندک شیبی به طرف سوراخ خروج ته کوره اندود می‌کند.  در مواردی هم ته کوره را با خاک نسوز بدون به کار برد آجر اندود می‌کنند.

دیرگدازی آجرهای فوق الذکر اغلب خاک نسوز ( گل شاموت) می‌باشد. آجرهای شاموتی معمولا مناسبترین دیرگداز و اقتصصای ترین آجرها برای ساخت کوره‌های زمینی می‌باشد. این آجرها در شرایط مذاب گیری این نوع کوره‌ها عمر نسبتا خوبی دارند. آنها دارای مقاومت در برابر شوک حرارتی خوبی بوده و نقطه زینتر بالائی دارند. ترکیب آجرهای شاموتی ( خاک نسوز) عبارت است از 

% 25 - %45 Al2o3

%55 = %75 Sio2

تجهیزات دیگر کوره‌های زمینی

1-دم کوره = که عمل هوادهی به کوره را جهت کامل نمودن سوخت انجام می‌دهد. بنابراین برای کوره‌های با ظرفیت معینی بایستی اندازه دم نیز مناسب هوا دهی به کوره انتخاب شود.

 2-لوله فارسونگاه : که جهت رساندن سوخت به کوره داخل لوله‌ای نصب گردید به طوری که هوای دم در  حین ورود به کوره سوخت را که بیشتر به صورت مایع است پودر کانند کرده و به کوره می‌رساند  تا احتراق بهتر انجام شود. در سوخت گازی نیز سوخت داخل فارسونگ به وسیله لوله دم سرعت داده می‌شود تا شعله گاز گردش لازم را در کوره داشته تا طبق آن چه قبلا توضیح داده شد راندمان حرارتی لازم را به کوره بدهد.

یادآوری : در موقع آجر چینی هنگام  ساخت کوره‌های زمینی در بین آجرهای حداقل ملات بایستی به کار برده و نیز جداره داخلی کوره تا جائی که امکان دارد از آجر تشکیل شده باشد و روی آجرها به وسیله خاک نسوز پوشانده نشود. زیرا استفاده  بیش از حد ملات باعث ترک در بین آجرهای کوره  و یا طلبه کرده دیواره‌های داخلی کوره می شود.

جهت بالا بردن عمر و راندمان کوره بهتر است نکات زیر رعایت گردد.

1-استفاده  از مواد نسوز مرغوب باعث بیشتر شدن عمر کوره می‌شود.

-2مشعل و دمنده مناسب انخاب شود زیرا راندمان بهتر و عمر جداره کوره بیشتر شده در زمان ذوب کاهش می‌یابد.

3-در موقع چیدن آجر از کمترین مقدار ملات استفاده  گردد. هر گاه ضخامت ملات زیاد باشد پس از خشک شدن و حرارت دیدن انقباض پیدا کرد و در بین آجرها ترک ایجاد شده و آجرها لق می‌شوند و سرباره و شلاکه در آنها نفوذ کره و جداره کوره را از هم می‌پاشد.

4-پس ز ساخت کوره بهتر است که کوره به تدریج خشک و آماده کار شود.

-5در هر بار روشن کردن کوره جهت ذوب فلزات بهتر است ده دقیقه اول سرعت دم و مقدار سوخت پایین باشد و به تدریج بالا رود.

6-سعی شود در هیچ شرایطی مذاب به جداره کوره نپاشیده و ته کوره نریزد.

7-از ته بوته‌ای در قرار دادن بوته به داخل کوره استفاده  کنید و هر بار بوته‌گذاری در کوره بین ته بوته‌ای و بوته مواد نسوز بریزید تا بوته به ته بوته‌ای نچسبد

8-شمش‌ها را به طور عمودی در بوته قرار دهید زیرا در اثر افقی قرار دادن در بوته، انبساط در شمش ها حاصل شده و بوته را می‌شکند و در نتیجه مذاب در کوره ریخته و کوره را خراب می‌کند.

سوخت‌ کوره‌‌های زمینی

سوخت کوره‌های زمینی مایع یا گاز است. در حالتی سوخت کوره مایع باشد بایستی توجه داشت که هر چه ویسکوزیته (غلظت ) مذاب کمتر باشد ( هر چه سیالیت بیشتر باشد)سوخت کاملتر انجام می‌شود از طرفی هر چه سیالیت سوخت مایع بیشتر باشد قیمت آنها نیز افزایش می‌یابد، ضمنا در سوختهای مایع حرارت باعث بالا رفتن سیالیت آنها می شود روی این اصل بهتر است از سوختهای با سیالیت کم (مازوت) و ارزان استفاده  کرده و قبل از مصرف آنها را پیش‌گرم کرد.

راندمان سوخت کوره زمینی

همان طور که گفته شد سوخت کوره‌های زمینی یا مایعند و یا گاز .

راندمان سوختها به چگونگی احتراق آنها بستگی دارد. هر گاه احتراق کامل باشد ( تمام کربن‌ها سوخته، و به Co2 تبدیل گردید) در این صورت سوخت کامل است و راندمان سوخت صد در صد می‌باشد به طور کلی راندمان سوخت را می‌توان نسبت به مقدار درصد سوخت به صورت Co2 , Co3 محاسبه نمود.

راکتیویته

راکتیویته یک سوخت عبارت است از درصد نسبت گازهای ناقص خروجی از دهانه کوره (Co) به کل گازهای خروجی دهانه کوره (Co2 , Co) و فرمول آن به ترتیب مقابل است.

با توجه به تجربیات انجام شده راکتیویته با عوامل زیر رابطه مستقیم دارد.  با توجه به تجربیات انجام شده راکتیویته با عوامل زیر رابطه مستقیم دارد:

الف- درجه حرارت پیش گرم

ب- سرعت دمش همراه با تنظیم سوخت.

محاسبه راندمان و مقدار سوخت

مسئله 1- برای ذوب m= 120 kgR آلومینیوم و رساندن آن به 80 co فوق ذوب ts – tm = 80  چه مقدار حرارت مورد نیاز است؟ چنان چه برای ذوب این مقدار آلومینیوم از یک نوع گازوئیل با قدرت حرارتی  استفاده  شود و راندمان حرارتی کوره R= 20 % باشد چه مقدار سوخت m لازم است؟ چگالی گازوئیل kg / lit  0/85  است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کوره دوار

تقسیم بندی کوره‌‌های دوار

کوره‌های دواری را که بر اساس نوع سوخت مصرفی تقسیم بندی می‌کنند به شرح ذیل می باشد:

کوره دوار با سوخت جامد پودری شکل

 کوره دوار با سوخت مایع       

کوره دوار با سوخت گاز

کوره‌ دوار باسوخت جامد پودری شکل:

که مخلوط پودر زغال و هوا توسط مشعلی به درون این محفظه وارد شده و حرارت حاصل  از احتراق آن، با سرعت کمی به درون کوره دمیده می‌شود. این نوع کوره ها با پودر آنتراسیت کار کرده و به دلیل آن که اشتعال آنتراسیت در مراحل ابتدایی ذوب با مشکلاتی روبروست  لذا شروع کار کوره‌ با مصرف  سوخت‌های بیتومینه و یا دیگر سوخت‌های شعله دراز آغاز می‌گردد. . در کوره‌های مدرن محفظه احتراق توسط یک فیدر حلزونی انجام شده و هوای مصرف شده نیز توسط یک دمنده دوار که فشار دبی هوای خروجی قابل تنظیم است تامین می‌گردد، لذا نسبت هوا به سوخت مصرفی دقیقا کنترل می‌گردد.  مشخصه شعله و راندمان حرارتی پودر زغال مصرفی بستگی به اندازه دانه‌های آن دارد.

سوخت و هوای مصرفی

آنتراسیت و سوخت بیتومینه توسط دو فیدر مجزا به محفظه  احتراق وارد می‌گردد. این فیدرها از طریق هوای چرخانده شده در یک لوله وارد محفظه احتراق می‌گردند. هوای کوره توسط یک دنده فشار مثبت تامین می‌گردد.

 

دیرگداز

دیرگداز مصرفی در کوره آجرهای سیلیسی بوده که توسط گانیستر به هم چسبیده می‌شوند.  عمر هر جداره دیرگداز 200 تا 250 ذوب بوده ضمن آن که مرمت کردن جداره به طور هفتگی بایستی انجام شود.

کوره دوار با سوخت مایع

سرعت ذوب در این نوع کوره‌‌ها 25 درصد بیشتر از کوره‌های با سوخت جامد استدر کوره‌های مدرن امروزی سیستم‌های کنترلی وجود دارد که سوخت مصرفی را به همراه هوا به صورت کاملا اتمیزه شده وارد کوره می‌نماید.  از آنجایی که تماس مستقیم سوخت با مذاب می‌تواند مشکلات  زیادی را از نظر کیفیت مذاب فراهم آورد لذا تنظیم مقدار هوا به سوخت، دبی هوا، فشار هوا بایستی به دقت کنترل شده ، نوع مشعل و ابعاد کوره  نیز به درستی انتخاب گردند. این دستگاه مقدار دلخواه جریان سوخت را به نسبتی (نسبت سوخت به هوای احتراقی) که از قبل مشخص شده است ثابت نگه می دارد.

در صورتی که درجه حرارت گاز خروجی 1200 درجه سانتی‌گراد باشد افت حرارت در گاز خروجی دودکش با 12 درصد هوای اضافی حدودا 58 درصد است در حالی که  با 50 درصد هوای اضافی افت حرارت تقریبا به 75 درصد می رسد.

کوره دوار با سوخت گازی

مشکلات در کوره‌های دوار ذوب با سوخت گاز عبارتند از :

1- کمبود ئیدروکربن سنگین  محتوی و ارزش تشعشعی شعله این نوع سوخت.

2- وجود مقدار نسبتا زیاد ئیدروژن در محصول احتراق این نوع سوخت.

تجاربی که بر روی کوره‌های دوار نتیجه مطلوب داده اند دستگاه‌هایی هستند که افشانک سیستم سوخت آنها از هوای داغ استفاده  می‌کند. تمامی دستگاههای احتراقی که همراه این کوره هستند شامل طرحهای ایمنی هستند.

ساختمان کوره دوار:در این جا ساختمان و تجهیزات یک کوره دوار (شعله ای) که شامل بدنه، شاسی الکتروموتور، گیربکس ( جعبه‌دنده)، دودکش متحرک، رکوبراتور (گرم‌کننده هوا) ، لوله‌ ورودی هوای سرد، لوله خروجی هوای گرم، و نتیلاتور ( دستگاه دمنده) ، مشعل منبع سوخت، پایه نگهدارنده و نتیلاتور و تابلوی فرمان می‌باشد، شرح داده می‌شود..

بدنه

 از یک استوانه و دو مخروط ناقص تشکیل یافته است که مخروطها از طرف قاعده بزرگ به طرفین استوانه متصل  شده‌اند.  پوسته  خارجی بدنه،  از ورقه فولادی  به ضخامت8 تا 10  میلیمتر ساخته می شود و جداره داخلی  آن از مواد دیرگداز سیلیسی به همراه کائولن پوشش داده شده است. در روی پوسته خارجی بدنه، دو حلقه جوش داده می‌شوند. همچنین در وسط استوانه و در طرفین آن دو سوراخ برای تخلیه  بار کوره  تعبیه شده است.

پایه یا شاسی: 

از یک اسکلت فلزی فولادی تشکیل یافته است و بر روی فندانسیون  ( بتن مسلح) نصب می‌شود. در روی شاسی چهار قرقره وجود دارد و با قرار گرفتن رینگهای بدنه در داخل شیاراین قرقره‌ها،  بدنه کوره به طور آزاد بر روی شاسی مستقر می‌گردد.

گیربکس ( جعبه دنده)

 مجموعه‌ای است از چند چرخ دنده که به وسیله آن حرکت تند الکتروموتور  به حرکت کند تبدیل می‌گردد  و این حرکت آهسته ( با دور کم) به محور قرقره شاسی منتقل می‌شود.

دودکش متحرک

این دودکش بر روی پایه ای نصب شده و در جلوی دهانه شارژ کوره قرار می‌گیرد و حول محوری حرکت چرخشی دارد. هنگام شارژ کوره آن را از دهانه شارژ فاصله گرفته وشارژ صورت می گیرد وسپس به حالت اول باز گشته و  شعله و دود خارج شده از کوره از داخل آن عبور می‌کند و به طرف بالا هدایت می‌شود.

رکوبراتور ( گرم‌کننده هوا)

از یک استوانه دو جداره فلزی تشکیل یافته است . فضای خالی بین دو جداره، از قسمت پایین و بالا مسدود می باشد، روی سطح  جانبی استوانه دو سوراخ تعبیه شده است. سوراخ پایینی برای ورود هوای سرد و سوراخ بالایی برای خروج هوای گرم می‌باشد. سوراخ‌ هوای سرد به وسیله لوله‌ای به دستگاه دمنده هوا ( ونتیلاتور)  و سوراخ بالایی به وسیله لوله  رابط ( لوله هوا گرم) به فازسونگا متصل می‌شود.  رکوبراتور در بالای دودکش  متحرک قرار می‌گیرد  و با عبور شعله و دود از درون آن، هوای سرد ورودی به هوای گرم تبدیل می‌ شود.

دستگاه دمنده هوا ( ونتیلاتور)

همان طور که گفته شد برای ایجاد حرارت در این کوره‌ها باید سوخت و هوا  با نسبت معینی مخلوط شود و بسوزد. هوای مورد نیاز به وسیله ونتیلاتور تامین می شود. در کنار دستگاه دم، دریچه‌ای  وجود دارد که مقدار هوا را کنترل می‌کند. ونتیلاتور بر روی پایه‌ای همتراز با رکوبراتور نصب می‌شود

مشخصات الکتروموتورها در دمنده‌ها

توان و قدرت لازم برای یک دستگاه دم ( به منظور انتقال هوا از یک لوله افقی و دمیدن آن به داخل کوره) را از رابطه روبرو تعیین می‌کنند:                                                                 

 که در آن p  قدرت لازم ( قدرت الکتروموتور) برای تامین مقدار هوای مورد نیاز، بر حسب وات (W) ، Q مقدار هوای لازم دمیده شده به کوره بر حسب متر مکعب بر ثانیه  (m3/s) h فشار هوای ورودی به کوره.

لذا می‌توان نوشت: فشار هوای خروجی از دستگاه دم : h

 افت فشار هوا در طول لوله انتقال +  فشار هوای ورودی به کوره = افت فشار در طول لوله انتقال ناشی از ، اصطکاک هوا  و جداره لوله ، افت فشار در مفصل‌ها، زانوئی‌ها، افت فشار ناشی از تغییر سطح مقطع  ( باریک  شدن لوله) ، افت فشار بر اثر نشت هوا در لوله انتقال  و غیره . .    مقدار آن هیچگاه برای دمنده‌های  بزرگ از 7/0 و برای دمنده‌های کوچک از حدود 5/0 تجاوز نمی‌کند.

مطلب دیگری که در مورد دستگاه‌های دمنده اهمیت داشته و باید به آن اشاره شود، محاسبه سرعت هوا درداخل لوله انتقال به کمک این رابطه است:                                                                    

که در آن  سرعت هوا بر حسب متر بر ثانیه و A سطح  مقطع داخلی لوله بر حسب متر مربع می باشد.

با توجه به این رابطه معلوم می‌شود در مقاطعی که سطح مقطع کمتری دارند ( مثل سر مشعل) سرعت هوا بیشتر است. البته فرض بر آن است که مقدار Q ثابت باشد.

به عنوان مثال در یک کوره‌ای با ظرفیت بالا، حجم هوای دمیده شده (حداکثر) 85 متر مکعب در دقیقه تعیین شده است. در صورتی که فشار هوای درون کوره (فشار هوای محفظة کوره) 1/1 اتمسفر باشد قدرت الکترو موتور لازم را در ضریب بهره 65/0 تعیین می‌کنیم. افت فشار هوای ایجاد شده توسط دستگاه دم فرض می‌شود.

 مراحل محاسبات برای تعیین قدرت الکتروموتور لازم:

ابتدا برای تعیین اختلاف فشار هوای بیرون (یک اتمسفر) و درون کوره باید نوشت:

1/1-1=0/1       اتمسفر

از طرفی افت فشار هوا در طول لوله انتقال 15٪ است، لذا دستگاه دم باید فشار بیشتری را نسبت به 1/0 آتمسفر ایجاد کند اگر فشار هوای دم h باشد می‌توان نوشت:

                                      اتمسفر

و چون هر اتمسفر تقریبا برابر 10000 میلی متر آب (در محیطی که فشار جو 760 میلی متر جیوه باشد، مقدار تحقیقی آن:

=10336mmH2o وزن مخصوص جیوه   فشار هوای جو 760) است.

لذا:

h=0/118×10000=1180                                                   میلی متر آب

بنابراین توان دستگاه دم را می‌توانیم چنین محاسبه کنیم:

توضیح1: این توان در حقیقت توان اسمی الکتروموتور دستگاه دم کوره است نسبتاً زیاد بوده و لذا برای راه‌اندازی آن باید حتماً از کلید ستاره مثلث استفاده شود.

توضیح 2: در صورتی که سطح مقطع لوله انتقال در مدخل ورود به محفظة هوا معلوم باشد، به سهولت می‌توان سرعت هوا را در این مقطع تعیین کرد:

اگر در مثال فوق این مقطع به شکل دایره و بقطر 35 سانتی‌متر باشد می‌توان نوشت:

و چون حجم هوای دمیده شده در این مثال، 85 متر مکعب در دقیقه (  متر مکعب در ثانیه) تعیین شده است، لذا: سرعت هوا هنگام ورود به محفظة کور.      ثانیه/متر

ساختمان فارسونگا:

از یک لوله فولادی به قطر تقریبی 100-80 میلی متر با یک سر مخروطی تشکیل یافته است. انتهای لولة سوخت در داخل آن قرار گرفته و یک سر آن به ونتیلاتور متصل است و سر دیگر آن (سر مخروطی شکل) درون کوره است، عمل مخلوط شدن سوخت با هوا و پودر شدن سوخت در داخل آن انجام می‌گیرد و به وسیلة مشعل، مخلوط سوخت و هوا به درون کوره پاشیده می‌شود و به همین دلیل به‌ آن سوخت پاش نیز می‌گویند. شکل (زیر)

عوامل موثر در طراحی کوره های دوار:

1- مقرون به صرفه بودن   2- طراحی بر اساس نوع سوخت مصرفی ( جامد مایع گاز)

3- طراحی بر اساس ظرفیت کوره  4- طراحی بر اساس انتقال حرارت کوره

طراحی بر اساس انتقال حرارت کوره:

در این کوره ها حرارت از شعله به شارژ کوره توسط هدایت، جابجایی و تشعشع صورت می گیرد که مهمترین اینها انتقال حرارت توسط تشعشع است. در طرحهای جدید از مبدلهای حرارتی مجوف برای کوره های دوار با ظرفیت زیاد استفاده  می شود. انتقال حرارت از شعله به جداره دیرگداز کوره بیشتر از طریق تشعشع است و مقداری هدایت در مناطقی که شعله یا گازهای داغ در تماس با جداره دیرگداز هستند وجود دارد البته حرارت از طریق هدایت و تشعشع نیز به شارژ انتقال می یابد ولی مقدار این انتقال به علت وجود سرباره بسیار ناچیز است. پس از اینکه جداره حرارت دیده در اثر چرخش در زیر مذاب قرار گرفت، حرارت دیواره توسط هدایت و جابجائی به مذاب انتقال می یابد، به این دلیل کوره های دوار نسبت به کوره های شعله ای ثابت دارای سرعت ذوب بیشتر و درجه حرارت بهتری هستند. در طراحی کوره های دوار حجم احتراقی کوره دوار سطح موثر جداره دیر گداز کم حرارت می بیند، بازده حرارتی، سرعت چرخش و شرایط صحیح  احتراق  از اهمیت  ویژه‌ای برخوردارند.

جداره دیرگداز کوره‌های دوار:در کوره‌های دوار چدن معمولا از پوششی یکپارچه شامل مواد سیلیکاتی با ترکیب تقریبی زیر استفاده  می‌کنند:

اندازه دانه مواد تشکیل دهنده مخلوط  نباید از حدود 7-0 میلی‌متر تجاوز کنند. حداکثر درجه حرارتی که می‌توان با این پوشش کار کرد تقریبا 670 درجه سانتیگراد است. رطوبت محتوی ماده فوق در حدود 6 درصد است و مواد دیرگداز توسط کوبه‌های پنوماتیکی در اطراف شابلونی که در داخل محفظه کوره قرار می‌گیرد کوبیده می‌شوند تا پوشش جداره کوره کامل شود. موا دباید حداکثر فشردگی را کسب کنند. مسئله دیگری که در کوبیدن این پوششها باید در نظر گرفت این است که ماده دیرگداز باید به محض این که از طرف سازنده آن تحویل شد مورد استفاده  قرار گیرد زیرا دوباره مرطوب کردن آن با آب به طوری که مواد رطوبت اولیه خود را به دست آوردند مشکل است، مگر این که این کار تحت نظر آزمایشگاه انجام گیرد. . پس از تکمیل عملیات ساخت پوشش بلافاصله کوره‌ را بر روی پایه‌ای یدکی به صورت افقی قرار می‌دهیم و با استفاده  از هوای گرم یا شعله گاز شروع به خشک کردن آن بنماییم. کوره باید در یک فاصله زمانی طولانی و به آرامی خشک گردد. هر چند ساعت یک بار و در خلال زمان خشک شدن، کوره نیم چرخ می‌زند تا از خروج  دائمی آب از یک بخش پوشش دیرگداز کوره جلوگیری شود انبساط این ماده سیلیسی در بین درجه حرارت‌های از صفر تا 400 درجه سانتیگراد بسیار بالاست. خشک کردن ابتدائی در درجه حرارت تقریبا 200 درجه سانتیگراد انجام می‌گیرد کنترل درجه حرارت توسط وارد کردن یک ترموکوپل در سوراخ خروج مذاب، به طوری که تقریبا 12 میلیمتر در داخل پوشش باشد، صورت می‌گیرد، واضح است که زمان خشک کردن تابع ظرفیت کوره است حداکثر انبساط این ماده دیرگداز در درجه حرارت‌های حین کار که حدودا به 1600 درجه سانتی‌گراد می‌رسد تقریبا 7/1 درصد است و از این مقدار تقریبا 3/1 درصد آن برگشت‌پذیر است .

. معمولا در پوشش جداره کوره می‌توان هم از آجرهای با سیلیس زیاد و هم از جداره کوره می‌توان از یک پشت‌بند عایق استفاده  کرد که بسیار موثرند. این نوع پوششها نسبت به پوشش های یک پارچه سیلیسی دارای انبساط بیشتری هستند، ولی با این وجود  در حالاتی که درصد آلومینا بسیار بالا باشد این نوع پوشش‌ها نسب به انبساط زیاد حساس نیستند. پوشش‌های سیلیسی در اثر فوق گداز لعابی شیشه‌ای تولید می‌کنند که به خودی خود محل‌های ضربه و آسیب‌ دیده  خود را تعمیر می‌کند به طور کلی جداره دیرگداز این نوع کوره‌های معمولا از مواد سیلیسی ( به همراه حدود 5٪ کائولین) و از جرم‌های کوبیدنی هستند، به هر حال استفاده  از آجرهای سیلیسی نیز دارای عمر مطلوبی خواهند بود. جرم‌های کوبیدنی بر آجرهای سیلیسی از این لحاظ مزیت دارند که در محل تماس آجرهای سیلیسی امکان فرسودگی شدید جداره در تماس با شعله و سرباره وجود دارد.

یکی از روشهای متداول برای افزایش عمر جداره دیرگداز نو، روش شیشه‌ای اندود کردن جداره دیرگداز می‌باشد

پس از هر بار مصرف کوره می‌توان مخلوطی از 45 درصد ماسه سیلیسی به همراه 50 درصد مخلوط سازنده جداره دیرگداز 5 درصد شلاکه کوره با سنگ آهک، جداره کوره را مرمت کرد، ذکر این نکته ضروری است که لکه‌گیری قسمت خورده شده کوره بایستی کوره خالی را  حرارت داد تا این قسمت ها به خوبی  رینتر گردند.

عمر جداره کوره

بستگی به اندازه کوره نوع چدن تولیدی، درجه حرارت مذاب شرایط کار کوره و میزان تعمیرات و نگهداری کوره دارد. استفاده  از قطران کک یا پودر زغال عمر جداره به 200 ذوب کاهش می یابد.

 

 

کوره کوپل

این نوع کوره ذوب برای تهیه انواع چدن معمولی و چدن چکش خوار مناسب می باشد.  اصولا دو نوع کوره کوپل وجود دارد: کوره کوپل سرد دم و کوره کوپل گرم دم.

الف- کوره کوپل هوای سرد ( سرد دم)

ساختمان:     1- دریچه ورودی بار2- جدار زرهی 3- لوله‌های دمنده 4-  جعبه دم 5- تنوره کوره

 6- کف بوته 7-  مجرای تخلیه 8- پیش گرمگاه 9- گدازگاه 10- آتشگاه 11- بوته

تعداد لوله‌های دمنده معمولا 4 تا6 عدد است . دمنده‌ها در حالت عادی در ارتفاعی معادل  قطر داخلی کوره از کف کوره به بالا قرار می‌گیرند و اغلب آنها شیب ملایمی به طرف پایین کوره  دارند. در بالای کوره کوپل دودکشی وجود دارد که در بیشتر انواع آن یک جرقه‌گیر نصب شده است تا از خروج ذرات گداخته بار به خارج از کوره و در نتیجه امکان آتش سوزی جلوگیری شود.

احتراق: هوایی که از لوله‌های دمنده  به داخل کوره می رسد، خیلی زود  داغ می‌شود و پس از سوزاندن کک، آنرا به گاز کربنیک، (CO2) تبدیل می‌نماید.  این عمل در سوختگاه انجام می‌شود. . بر خلاف واکنش‌های احتراق که گرمازا هستند واکنش (بودوار) گرماگیر است. آن قسمت از کوره که این واکنش در آن انجام می یابد منطقه احیاء نامیده می شود.

سیر آهن در کوره کوپل:

آهن در قسمت فوقانی تنوره در اثر تماس با گازهای متصاعد شده داغ می‌شود. هر چه نسبت سطح خارجی به حجم بیشتر باشد، به همان نسبت هم انتقال گرما از گازها بهتر صورت می ‌گیرد. بعد از آنکه آهن به تدریج به طرف پایین کوره سرازیر شد، در قسمت احیا یعنی در ابتدای گدازگاه ذوب می‌شود. (گدازگاه). قطرات مذاب از کک‌های داغ گذاشته، از قسمت زیرین محل احیا وارد سوختگاه می‌شود. حرارت آن در این محل بالاتر از نقطه ذوب می باشد و در اینجا تغییراتی در ترکیب شیمیایی آن به وجود می‌آید. در پایان همراه با سرباره تولید شده به بوته می‌رسد و از آنجا  مستقیما وارد حوضچه می گردد.

رابطه بین توان گداز، مقدار هوای ورودی و مقدار به کک به کمک رابطه‌ای از یونگ بلوت و هلر به دست می‌آید: در این رابطه :

 

S- توان گداز  ( ساعت تن )

w-  مقدار هوای ورودی، ( دقیقه / متر مکعب)

k- مقدارکک (کیلوگرم /100 کیلوگرم آهن)

Nv نسبت احتراق

-CO2 گاز کربنیک

CO گاز کربن

 

فاکتور 45/4= مقدار هوایی که یک کیلوگرم کربن لازم دارد تا به گاز کربن تبدیل شود، نسبت = تبدیل 100 کیلوگرم آهن بر دقیقه تن آهن بر ساعت. ، مقدار هوای لازم و توان گداز حاصل را مقدار هوای بهینه و توان گداز بهینه می‌نامند. .  بهطور کلی درجه حرارت مذاب در کوره کوپل سرد دم بین 1400 تا 1500 در تغییر است که البته 1450 بیشتر معمول است.

طرز کار کوره کوپل سرد دم:

کوره کوپل سرد دم، ابتدا از طریق سوختن کک یا جریان هوا، گرم می‌شود. برای این که قبل از ورود بار فلزی کک سرخ شده و به حالت التهاب در آید، لازم است که دستگاه دم برای مدت کوتاهی روشن شود.  سپس زمانی عمل بارگیری کوره انجام می‌شود که بلندی کک بستر به حد لازم رسیده باشد. در این موقع مواد گداز آور را متناوبا یا یکجا بر روی آهن و کک اضافه می‌نمایند و به محض این که کوره پر شد، جریان هوا را برقرار می‌سازند. آهن مذاب در بوته کوره جمع می‌شود یا مستقیما به دخل حوضچه می ریزد.

ب: کوره‌های  کوپل گرم دم

ساختمان کوره‌های کوپل گرم دم در اصل شبیه ساختمان کوره‌های کوپل سرد دم است. با این فرق که کوره کوپل گرم دم همیشه استوانه‌ای نیست. این کوره به کمک گرم‌کننده‌هایی که به طریق بازگشتی هوا را گرم می‌کنند کار می‌کند.  برای گرم کردن هوا غالبا از حرارت گازهای گلوگاه استفاده  می شود، به طوری که گازهای گلوگاه را به وسیله دستگاه مکنده به رکوپراتور       می رسانند تا در آنجا عمل انتقال گرما از گازها به هوای سرد صورت گیرد.

عمل مکیدن  گازهای خروجی ممکن است به سه صورت انجام گیرد:

الف- کمی پایین تر از دریچه ورود بار

 ب- کمی بالاتر از سوختگاه

ج- کمی بالاتر از دریچه ورود بار

عمل احتراق: عمل احتراق در اصل مانند احتراق در کوره‌های سرد دم است، اما ختلاف اصلی در این است که سوختگاه در کوره کوپل گرم دم، به علت استفاده  از هوای پیش گرم شده به سطح دمنده‌ها نزدیکتر می شود. با کوچک شدن گدازگاه، حرارت کوره گرم دم از حد ماکزیمم کوره سرد دم تجاوز می‌کند.

توان گداز و موقعیت‌های حرارتی بار:

درصد مقدار کک را در کوره کوپل گرم دم، اغلب به 8 تا 12٪ می رسانند.  تحت این شرایط حرارت آهن به 1450 تا 1550C° می‌رسد. در کوره‌های کوپل گرم دمی که جدار آنها بازی است، مقدار بیشتری کک به کار برده می‌شود. (15 تا 25٪). بدین جهت کربن دهی در این کوره‌ها بیشتر انجام می‌گیرد. و با این ترتیب می‌توان بار آنها را در مقایسه با بار کوره‌های اسیدی از موادی که دارای کربن کمتری هستند انتخاب نمود. امتیاز دیگر این کورهه‌ها این است  که به علت خاصیت بازی سرباره آنها، درصد گوگرد آهن پایین‌ می‌آید.در آغاز ذوب، هوای گرم وجود ندارد، مگر آن که یک رکوپراتور با گرم کننده خارجی یا یک دستگاه گرم کننده دیگری موجود باشد. بالا رفتن درجه حرارت هوا با گرم شدن رکوپراتور به وسیله گازهای خروجی نسبت مستقیم دارد.

مواد نسوز در کوره کوپل اسیدی:

آجر نسوز  سیلیسی: حاوی بیش از 93 درصد Sio2 و مقدار کمی آهک به عنوان چسب وزن مخصوص انواع آن بین 34/2 45/2 می‌باشد. این نوع آجر برای آستر کردن کوره کوپل به علت گرانی مقرون به صرفه نمی‌باشد.

آجر نسوز Deva : مانند آجری سیلیسی می‌باشد که به صورت خام مصرف می‌گردد.

ماسه سنگ طبیعی:بیشتر مورد استفاده  در کارگاه ریخته‌گری می‌باشد.

سنگ  کوارتز و زیرکون: به صورت خاک نسوز  و خاک نسوز افشان مورد استفاده  قرار می گیرد. زیرکون حاوی 66 درصد Zro2 و 33 درصد Sio2 می باشد.

خاک نسوز کوارتزیت: این نوع مواد نسوز که جهت کوبیدن آستر و یا افشاندن مواد آستر به کار می‌روند

سنگهای شاموتی: سنگهای شاموتی حاوی ٪45 15 آلومین و مقدار کمی ٪6  - 5 اکسید آهن و اکسید کلسیم و حدود ٪70 50 سیلیس می باشد.  یکی از مشخصات عمده سیلیس که در موقع کاربرد آن به عنوان مواد نسوز باید مورد توجه قرار گیرد افزایش حجم آن در اثر افزایش درجه حرارت می باشد و این به علت تغییر فاز در مقاطع  مختلف حرارتی می‌باشد.

مواد نسوز در کوره کوپل بازی:

خاک نسوز کربن‌دار: این خاک در مقابل تاثیرات شیمیایی حرارتی سرباره مقاومت بسیاری دارد خاصیت چسبندگی در این خاک توسط قطران تامین می‌گردد.

آجر سلیسیوم کاربید: این ماده نسوز حاوی 40 الی 90 درصد Sic می‌باشد.

دولومیت:

خاک دولومیتی که حاوی اسید منیزیم و اکسید کلسیوم Cao است دارای تجزیه شیمیایی به شرح زیر می باشد:                                                                                                       Cao       40% , 38%  Fe2o3 + AL2o3 = 11% Sio = 11%

قسمت اعظم  این خاک نسوز از Mgo تشکیل شده و بقیه عناصر شامل AL2o3 و Cao و Sio2 می‌باشد.

کرم منیزیت: این نوع سنگ مقاومت زیادی در مقابل سرباره‌های ذوب فولاد که حاوی مقدار زیادی اکسید آهن هستند، دارد لیکن در کوره‌های کوپل به علت گرانی آن مصارف زیادی ندارد.

اطلاعات تکمیلی:

استوانه کک بستر در کوره کوپل به صورت ستونی عمل می‌نماید که به کمک آن بار فلز در ارتفاع  لازم نگه داشته می‌شود.  در این حالت سطح فوقانی کک بستر قسمت تحتانی گدازگاه را تشکیل  می دهد.ارتفاع کک بستر بستگی دارد به : قطر داخلی کوره کوپل، فاصله بین سطح دمنده‌ها با ارتفاع سرباره و کف کوره و علاوه بر آن به مقدار کک‌بارگیری، جنس و اندازه قطعات کک، مقدار و حرارت هوا، فشار هوا، و اجزا رده‌بندی در صورتی که شرایط ذوب ثابت باشد، استوانه‌ کک بستر نیز ثابت خواهد ماند. بین ارتفاع کک بستر ( منطقه چکیدن مذاب) با میزان جذب کربن مذاب رابطه مستقیمی وجود دارد.  نوع شارژ (رده‌بندی) و ارتفاع کک بستر ( منطقه چکیدن مذاب) مقدار کربن را در آهن مذاب تعیین می‌کند. تغییرات بهینه در شرایط ذوب ارتفاع به رده‌بندی صحیح، و فاصله دمنده‌ها از کف کوره کوپل و یا سطح فوقانی سرباره، یعنی به ارتفاع منطقه چکیدن مذاب دارد. به وسیله هوای پیش گرم شده و به کمک ککی که به مصرف سوخت می رسد، گرمایی بیشتری در کوره کوپل ذخیره می شود و مورد استفاده  قرار می‌گیرد. هر چه حرارت هوای گرم  افزایش یابد به همان نسبت هم مقدار گرما بیشتر شود. به همین مناسبت توان موثر گرمایی دستگاه کلا نیز افزایش می‌یابد.  با افزایش حرارت هوای مگرم نه فقط به حرارت منطقه اکسیداسیون افزوده می‌شود، بلکه همزمان  آن حرارت گازهای خروجی کوره نیز، همانطور که شکل  2 هر دو منحنی مربوطه را نشان می‌دهد، افزایش می یابد. در نتیجه سوخت بهتر، منطقه اکسیداسیون کوچکتر می‌شود، یعنی در صورت ثابت ماندن دیگر شرایط ذوب ، ارتفاع کک بستر کمتر می‌شود.در صورتی که ارتفاع دمنده‌ها به مقدار       افزایش یابد، ارتفاع کک بستر نیز به همان مقدار زیاد می‌شود. همزمان با آن در نتیجه افزایش مقدار هوای پیش‌گرم شده، منطقه اکسیداسیون نیز وسیعتر می شود و این بدان معنی است که عمل ذوب تشدید شده و توان گداز در اثر بهتر شدن توان موثر گرمایی و ثابت ماندن ارتفاع کک بستر افزایش می‌یابد. ذوب در کوره کوپلی که حرارت هوای گرم دمنده‌های آن 0c600  است، نسبت به ذوب در کوره کوپلی که هوای گرم دمنده‌های آن کمتر است، دارای امتیازهای زیر می باشد:

مذاب  با  درجه حرارت بیشتری خارج می‌گردد،توان موثر گرمایی بهتر و کاهش مصرف کک ( برا هر تن آهن)،توان گداز بیشتر،سوختن کمتر آهن، سیلیسیوم  و منگنز.

آماده سازی کوره کوپل جهت بارگیری و تخلیه:

روشن کردن کوره:

برای گرم کردن کوره به وسیله نفت، هنگام بارگیری کک، به کمک یک ماهیچه دوکی شکل که بعدا برداشته می شود مجرایی برای مشعل گازی یا نفتی ایجاد می‌کنند. دریچه‌ بازسازی ، دریچه تخلیه بار، دریچه بار و دمنده‌های هوا تا شروع ذوب اصلی باز باقی می‌مانند.  گداخته کردن کک بستر حداقل دو تا سه ساعت طول می‌کشد.آستر کوره به تدریج گرما را می گیرد و در پی ان حرارت به اعماق آستر نفوذ می کند و این چیزی است که برای گرم نگه داشتن آهن حائز اهمیت بسیاری است بعد از این که کک بستر در جلوی دمنده‌ها به گداخته سفید رنگی تبدیل شد به آن کک می‌افزایند تا به ارتفاع لازم برسد و سپس بارگیری را شروع می‌نماید. توصیه  می شود که در روی کک بستر به میزان 50 کیلوگرم سنگ آهک اضافه کنند، تا تشکیل سرباره بهتر صورت گیرد.  اخیرات دمیدن کک بستر به مدت 15 دقیقه  پرس شده با زاویه  120 از راه دریچه تخلیه بار معمول شده است. بدین طریق کک بستر از کف به بالا داغ‌تر شده و قسمتی از گوگرد آن سوخته می شود. بنابراین اولین آهن تخلیه شده داغ‌تر و کم گودتر است و مستقیما برای تهیه قطعه ریخته‌گری به کار می‌رود،  در حالی که تا آن زمان مجبود بودند در بعضی از ریخته‌گری‌ها، اولین بار را به صورت شمش بریزند.

خاموش کردن کوره :

برای خاموش کردن کوره کوپل عملیات  زیر انجام می‌گیرد: قطع کردن جریان هوا، خالی کردن تنوره و در کوره‌های دارای اجاق پیشین ، تخلیه سرباره باقمیانده به وسیله باز کردن درب حوضچه، در صورتی که کوره خوب تنظیم شده باشد، افت اهن به وجود نمی‌آید  و یا افت کمی ایجاد می شود، زیرا تا آن اندازه آهن در کوره ریخته‌ و ذوب می‌شود که برای ریخته‌گری لازم است.تا زمانی که کک شارژ در کوره باقی است، مقدار و فشار هوا بدن تغییر باقی می مانند. بنابراین تا پایان ذوب عمل دمش با فشار  ثابت ادامه می‌یابد. بعد  از قطع جریان هوا، دریچه‌های  دمنده را باز می کنند، تا گازها وارد لوله هوا نشود. همزمان با آن ، دریچه تخلیه بار را باز کرده، مذاب آهن باقیمانده را تخلیه می‌نمایند. چفت دریچه کف را شل کرده، پایه زیر آن را با یک قلاب بلند  یا زنجیر می‌کشند. معمولا دریچه خود به خود به علت وزن خود می‌افتد. در صورتی تمام بار کوره ذوب شده باشد، فقط کک  بستر ملتهب از دریچه می ریزد و در غیر این حالت، آهن باقیمانده ذوب نشده نیز با آن می ریزد. قطعات به هم چسبیده آهن را باید با میله‌های قلاب‌دار از هم جدا نمود. توده ملتهب کک، آهن و سرباره را باید با فشار آب خنک نمود. جدا کردن مواد تخلیه شده را در روزهای بعد انجام می‌دهند. برای خاموش کوره نباید آب زیاد مصرف کرد، تا کف بیش از حد مرطوب  نشود.

محاسبه رده‌بندی مواد ( محاسبات شارژ کوره):

روش محاسبه‌ای

برای محاسبه رده‌بندی مواد از معادلات مربوط به تهیه مخلوطها استفاده  می‌شود در اینجا باید مقدار پرت هر یک از عناصر و یا ناخالصیهای به وجود آمده در اثر ذوب را مورد توجه قرار داد.

برای این کار، هر کارخانه ریخته‌گری باید با استفاده  از بیلان مواد، نموداری از پرت مواد و ناخالصیهای ایجاد شده تهیه نماید، به عنوان مثال اگر مقدار کربن در مواد شارژ شده مثلا در آهن خام پیش از 4/3 درصد باشد سوختی معادل 4 درصد مقدار اضافه شده پیدا می‌کند. در حالی که اگر مقدار کربن آهن خام بین 3 تا  4/3 درصد باشد آن قدر کربن جذب می‌کند تا به 4/3 درصد برسد. در قراضه فولاد که به طور متوسط 3/0 درصد کربن دارد جذب کربن آن به حدی است که مقدار کربن آن به 7/2 تا  8/2 درصد می رسد. توجه خاص به مقدار گوگرد  حائز اهمیت بسیار است. در اینجا باید سوختن گوگرد موجود در مواد شارژ شده و جذب گوگرد در مذاب از کک را از یکدیگر تشخیص داد. گوگرد موجود  در آهن احتمالا 25٪ سوخته می شود، در حالی که در حدود 40 درد از گوگرد کک به مذاب آهن انتقال پیدا می‌کند.  بقیه گوگرد کک یا می‌سوزد  یا جزو مواد تشکیل دهنده خاکستر درمی آید که در این مورد به عنوان کک بدون مصرف به حساب آورده می‌شود. اما گذشته از آن، مجموع بار، سوختنی معادل 2٪  پیدا می‌کند.  علاوه بر آن ، افت در اثر هدر رفتن ذرات مذاب در موقع باردهی یا بقایای پاتیل ها را و یا افتی را که از طریق تولید سرباره در پاتیل به وجود می‌آید، باید مورد توجه قرار داد. به این جهت 5٪ افت در موقع  ریخته مذاب در مثال منظور شده است. هر ریخته‌گری، سعی دارد که تکه‌های باقیمانده قالب‌گیری، تغاذیه و چدن نامرغوب را دوباره ذوب نماید. مقادیر فوق به وزن هر قطعه ریخته شده بستگی دارند و هم به نوع قطعات و باید متناسب با شرایط کار انتخاب شوند.

 

 

 

ساختمان و طرز کار کوره کوپل

ساختمان جدار داخلی: کوره‌های کوپل به وسیله آجر نسوط یا با خاک نسوز و یا مخلوطی از هر دو طریقه آستر می‌شوند. کارهای نوسازی به منظور کار گذاشتن مواد نسوز در فاصله  هر تعویض آستر، به سه روش متداول زیر صورت می‌گیرد:

1- ماله کشیدن 2- کوبیدن 3- افشانیدن

تعویض آستر: آستری متشکل از دو لایه متراکم، لایه پشتی و لایه کاری (داخلی) معمول است. لایه پشتی که معمولا از آجر نسوز است، از کف کوره تا جداره زرهی ادامه می‌یابد. در هنگام به کار بردن این آجرها باید توجه نمود که درز بین آنها باریک باشد، زیرا ترکیب شیمیایی ملات، حتی اگر نزدیک به ترکیب شیمیایی آجرها باشد، با آن برابر نیست. ، زیرا ترکیب شیمیایی ملات، حتی اگر نزدیک به ترکیب شیمیایی آجرها باشد، با آن برابر نیست. . یک لایه کاری اسیدی احتیاج به یک لایه پشتی اسیدی یا خنثی دارد، در حالی که صورت بازی بودن آن ، باید لایه پشتی را باید متناسب با جنس لایه کاری انتخاب نمود قابلیت هدایت گرما باید در دو لایه مساوی، یا حداقل در لایه پشتی کمتر از لایه کاری نباشد، زیرا در غیر این صورت یک مانع حرارتی  به وجود می‌آید که در هر صورت با سوخته شدن بیشتر لایه کاری همراه خواهد بود

ساختمان کف کوره: به طور کلی کوره‌های کوپل بر روی ستونهایی قرار می‌گیرند به ترتیبی که نصب دریچه خودکار کف کوره ممکن باشد. لایه سختی از کک ریز به ضخاکت 2 تا 3 سانتی‌متر بر روی صفحه تحتانی می ریزند و سپس روی آن یک لایه سخت از چس نسوز به ضخامت 30 سانتی‌متر اضافه می‌نمایند. به منظور خروج بخار آب یا خشک شدن  کف کوره باید در حین ساختمان این لایه دقت کافی به عمل آید، زیرا کف کاملا خشک نشده در ذوبهای بعدی، به علت بخار آب تولید شده به آسانی ترک برداشته و لایه لایه می شود. بدترین حالت ممکن آن است که مذاب با ور آمدن کف کوره، در کف  رخنه کرده و حتی از آنجا وارد پی کوره شود. و با این ترتیب در کف کوره تولید خرسک  می‌شود که اغلب به علت حجیم بودن به سختی قابل جدا کردن است، و در صورتی که همچنان در کف کوره باقی بماند، هنگام دوره های ذوب بعدی کوره ذوب نمی شود و یا این که به کندی ذوب می شود. هنگام بنای کف، آن را در زیر محلی که برای دریچه خروجی در نظر گرفته شده است، کوبیده و بالا می‌آورند، به طوری که کف کوره دارای شیبی گردد که یکسر آن به فاصله 2 تا 3 سانتی متر زیر دریچه خروجی برسد و طرف دیگر آن به دریچه خروجی مذاب باقی‌مانده که 50 تا 100 میلیمتر پایین تر از دریچه خروجی و مقابل آن قرار دارد منتهی شود.  بهتر است در کف کوره شیاری به شکل ناودان ایجاد کنند، تا بتوان در مواقع بارگیری مذاب و سرباره را از این دریچه خارج نمود. . تمام وزن بار کوره روی دریچه بسته کف وارد می‌شود. بنابراین باید آنرا به نحو احسن و مطمئن بست. ابتدا روی آن را با لایه فشرده‌ای از خاک زغال به ضخامت 10 تا 20 میلیمتر می‌پوشانند. آنگاه لایه ای از چسب نسوز به ضخامت 50 تا 100 میلی‌متر روی آن می ریزند در کوره‌هایی که مدت کارشان کوتاه است، می‌توان از این لایه صرفنظر نمود.

کوره‌های بدون اجاق پیشین ( حوضچه): در کوره‌های بدون اجاق پیشین، بلندی دمنده‌ها تا کف کوره به اندازه‌ای است که تنوره کوره بتواند مقدار گدازه‌ای معادل گنجایش یک پاتیل ریخته‌گری را در خود جای دهد بدون آن که آهن یا سرباره وارد لوله‌های دمنده شود. به طور کلی دمنده‌ها با توجه به بزرگی کوره و مقدار گدازه جمع شده به فاصله 600 تا 900 میلیمتر و در موارد بسیار نادر به فاصله 1000 میلیمتر و یا بیشتر از آن در بالای بوته قرار می گیرند. 

کوره‌های دارای اجاق پیشین ثابت: در کوره‌هایی که دارای اجاق پیشین ثابت می‌باشند، از آن به عنوان مخزن جمع کننده مذاب یا سرباره استفاده  می‌شود. این اجاق با همان قطر و ارتفاع مشابه ذکر شده به علت عدم وجود کک بستر، دارای گنجایش بیشتری نسبت به کوره‌های بدون اجاق پیشین است که مذاب در فضای بین بدنه دمنده‌ها جمع می‌شود. به هر جهت آهن مذاب  در این کوره‌ها تماس زیادی با کک بستر نخواهد داشت، در نتیجه از این کوره‌ها که دارای یک نوع بار هستند معمولا مذابی با مقدار کربن کمتر حاصل می شود

کوره‌های دارای اجاق پیشین متحرک: بیشتر کوره‌های دارای اجاق پیشین متحرک به روش فرایرگروندر یا روش شبیه آن جدا سازی گدازه و سرباره را در کوره انجام می‌دهند. سرباره و گدازه به طور مدام از کوره به یک سیفون می‌ریزند. مهمترین امتیاز  این روش در آن است که ارتفاع سرباره یا ارتفاع مذاب در کوره از خارج تنظیم می‌شود و بدون تغییر می ماند و این امر باعث یکنواخت‌تر شدن ترکیب گدازه خروجی می‌گردد. نظر به این که ارتفاع مذاب و سرباره مدام تحت کنترل است، این امر دیگر به مهارت متصدی ذوب واگذار نمی‌شود، تا تشخیص دهد که سطح مواد مذاب را در کوره به چه ارتفاعی برساند یا دائما مترصد باشد که چه وقت دریچه سرباره را به منظور سرباره‌گیری باز نماید.

برای ا ندازه گیری و سرباره‌گیری دو راه امکان دارد:

1- سرباره و  گدازه با هم از یک دریچه خروجی خارج می شوند و جداسازی آنها در خارج از کوره و به وسیله یک روباهک صورت می گیرد( سرباره‌گیری مستقیم ): امتیاز روش اول از این جهت است که گر چه ظرفیت گرمایی سرباره در واحد وزن از ظرفیت گرمایی آهن بیشتر است اما به علت کمتر بودن وزن مخصوص سرباره ظرفیت گرمایی آن در واحد حجم کمتر از ظرفیت گرمایی مذاب است. بدین جهت سرباره توسط مذاب گرم نگهداشته می شود و آسانتر از کوره خارج می‌گردد.

2- گدازه و سرباره به طور مداوم از دو سوارخ خروجی جداگانه سیفونی شکل از کوره خارج می‌شوند. ( سرباره‌گیری غیر مستقیم):

انواع سرباره‌ گیری:

مستقیم: در سرباره‌گیری مستقیم، سرباره و مذاب مشترکا به وسیله یک دریچه تخلیه خروجی از کوره خارج می شوند و به علت وزن مخصوص متفاوت در مخزنی که به این دریچه متصل است از یکدیگر جدا می‌شوند. در اینجا برای خروج سرباره  یک مجرا در قسمت بالای دریچه تخلیه در نظر گرفته می‌شود در حالی که مذاب در محل پایین‌تری توسط یک سیفون جاری می‌شود.

غیرمستقیم: برای سرباره گیری پسین و خارج کردن مذاب دو سیفون جداگانه مورد نیاز است. این روش برای کوره‌های کوپلی که در آنها مدتی طولانی بدون انقطاع ذوب می‌شود، مناسب‌تر می باشد زیرا سرباره سیفون آسان‌تر بازسازی می‌شود. برای تفهیم طرز کار می‌توان هر دو سیفون را به عنوان لوله‌های ارتباطی در نظر گرفت.

خشک کردن و روشن کردن کوره:

خشک کردن : به ندرت امکان دارد که آستر کوره را پیش از شروع فرایند گداز  تنها از طریق هوا خشک نمود. حتی برای خشک کردن به وسیله گرمایش  نیز وقت کافی وجود ندارد. در این نوع خشک کردن آستر باید ابتدا فقط با یک شعله خفیف  صورت گیرد، زیرا شعله شدید در آغاز کار  باعث به وجود آمدن یک طبقه  کلوخه  در ظرف داخلی کوره می‌گردد  که این امر از خشک شدن کامل آستر جلوگیری می‌کند.  بر عکس،  کلوخه شدن سطح رویین  آستر که بعدا صورت می‌گیرد سودمند است چون آستر را در برابر تخریب مکانیکی  که در موقع بارگیری به وجود می آید، محافظت می‌کند. کلوخه شدن  می‌تواند به وسیله دمش کوتاه مدت حاصل شود. بعد از خشک شدن، کوره را دوباره خالی می‌کنند، تا سرباره  را از آن خارج کنند. سرانجام می‌توان کوره را، برای فرایند گداز  آماده کرد. بعد از آن  که کوره آماده بهره‌برداریشد، یعنی آستر  دیرگداز  و اماده شده و مجرای تخلیه مذاب و سرباره به شکل‌های مورد نظر کارگذارده و خشک شدند و کف  کاملا کوبیده شد، آن وقت کوره را روشن می‌کنند. 

روشهای روشن  کردن:

1- روشن گردن کوره با هیزم: روی هیزم‌هایی که به طور یکنواخت روی هم انباشته شده‌اند،  به ارتفاع تقریبی نیم‌متر کک قرار می‌دهند و آن را حتی الامکان به طور یکنواخت پخش می‌کنند. در پایان، درب اشتعال را با قطعات درشت کک ،  که حتی‌الامکا تا تنوره کوره انباشته می‌شوند، مسدود کرده و هیزم را آتش می‌زنند.      

2- روشن کردن کوره به وسیله مشعل‌های نفتی یا گازی:

سوختن کامل کک: 

قاعدتا برای سوزاندین کامل کک  از کوران طبییعی کوره استفاده  می شود.  می‌توان دمنده‌های اشتعال را در زیر دمنده های هوا که متصل به جعبه دم هستند  به ارتفاع تقریبی 100 میلیمتر ازکف کوره نصب نمود این مجراها را بعد از سوختن کامل کک  مسدود می‌نمایند.

کک بستر:

کک بستر باید فضای بین کف کوره و گدازگاه را کاملا پرکند و. سنگینی بار کوره را که در بالا کدازگاه قرار دارد، تحمل نماید. در کوره‌های با تخلیه منقطع گدازه و سرباره به علت وجود فضای کافی بین دمنده‌‌ها و بوته کوره،  در فاصله هر دفعه بازدهی در میان قطعات کک جمع می شوند.  کک بستر می‌توان در این حالت با توجه به ترکیب شیمیایی مذاب، باعث افزایش مقدار کربن آن بشود. ارتفاع کک بستر باید تقریبا تا کمی بالاتر از حد زیرین گدازگاه در منطقه ای که کک شارژ می‌سوزد و باعث ذوب شدن می‌گردد، باشد. هر چه قطر کوره بزرگتر باشد، به همان نسبت هم حد فوقانی گدازگاه بالاتر قرار می‌گیرد، در نتیجه گدازگاه در یک کوره تازه آستر شده کوچکتر از کوره ای است که مدتی عمل ذوب را انجام داده است.

درجه بازی سرباره و سرباره های ناهمگن:

برای کوره های کوپل تولید کننده چدن خاکستری (درجه بازی سرباره بین 7/0 تا 4/1 )گوگرد زدایی تابعی از درجه بازی سرباره می باشد . اما برای چدن با گرافیت کروی که تحت شرایط درجه بازی سرباره بالا (بین 4/1 تا 1/2) عمل کرده هیچگونه رابطه ای بین درجه بازی سرباره و نسبت گوگرد زدایی وجود ندارد .

 

 

کوره های القایی

مقدمه :

 در حال حاضر انواع  و  اقسام  کوره های الکتریکی  جهت ذوب فلزات آهنی و غیر آهنی وانجام عملیات حرارتی ساخته شده و مورداستفاده قرار می گیرند. کوره های الکتریکی رانسبت به نحوه تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی می توان به سه نوع تقسیم نمود:

1. کوره های مقاومتی.

2. کوره های قوس.

3. کوره های القائی.

مکانیزم کار کوره های القائی.

با عبور جریان متناوب از کویل مسی دور کوره میدان مغناطیسی درداخل کویل به وجود میآید که این میدان مغناطیسی در اثر برخورد با سطح شار‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍موجود در داخل کوره سبب به وجود آمدن جریان الکتریکی درشار میگردد.جریان لکتریکی القایی با عبور از شار کوره که دارای مقاومت الکتریکی میباشد سبب ایجاد حرارت میشود در حقیقت کوره القایی را میتوان به عنوان یک مبدل جریان در نظر گرفت که کویل کوره مدار اولیه وشار داخل کوره مدار ثانویه را تشکیل میدهد لازم به ذکر است که شار کوره بایستی هادی جریان الکتریسیته باشد که در غیر این صورت گرمایی ایجاد نخواهد شد.جهت جریان در کویل با جهت جریان در مذاب عکس یکدیگرند و همین موضوع باعث تلاطم ذوب در کوره های القایی میشود .

با افزایش فرکانس در کوره ها شدت این تلاطم کاهش می یابدبطوری که در کوره های فرکانس بالا حداقل تلاطم ذوب را مشاهده میکنیم این کوره ها جهت ذوب فولاد مناسب است زیرا کاهش تلاطم باعث کاهش میزان اکسیداسیون سطحی مذاب فولاد میگردد.در کوره های با سیستم جدیدتر 2نوع فرکانس می توانیم داشته باشیم بطوری که در هنگام تلاطم بیشتر وآلیاز سازی بهتر با فرکانس پایین تر ودر هنگام عدم احتیاج به تلاطم با فرکانس بالاتر میتواند کار کند.

تقسیم بندی از لحاظ شکل و وضعیت قرارگیری کویل ها :

الف) کوره های القائی هسته دار.

در کوره کانالی اولیه یا سیم پیچ کوره بدور یک هسته آهن لایه لایه که کانال را احاطه کرده و به بدنه کوره وصل میشود پیچیده شده، چنانکه در (شکل(2))نشان داده شده است . کانال امکان دار بشکل u وv یاw باشد این مسئله به طرح کارخانه سازنده ، ونوع آلیاژی که ذوب میشود بستگی دارد.بعضی از آلیاژها در کانال گیر میکنند، شکل کانال بایستی طوری طرح شده باشد که با استفاده از یک سیخ بتوان هر نوع گرفتگی را از میان برد. در کانال گرما مستقیما بر روی فلز اثر میگذارد اما نیروهای مغناطیسی باعث میشوند که فلز از کوره بداخل کانال و بلعکس جریان پیدا کند فلز در کانال بمقدار زیاذی گرم میشود .درجه حرارت فلز در کانال حدود 100درجه سانتیگراد بیش از درجه حرارت فلز مذاب در بدنه کوره است .چنانچه بخواهند کار را سرد شروع کنند بایستی ابتدا کوره را با استفاده از شعله گاز یا نفت گرم کرده وبعد فلز را بصورت سیال در آورند که بتواند کانال را پر کند.

در طول فرآیند اطراف کانال جریان داشته باشد. بدین ترتیب ،دراصل از کوره کانالی بمنزله واحد تولید گرمای زیاد و نگاهدارنده مذاب برای کوره های ذوب دیگر استفاده میشود.

 

ب ) کوره های القائی بدون هسته.

این نوع کوره شامل یک بوته دیر گداز میباشد که یک کویل مسی با قابلیت هدایت زیاد بدور آن پیچیده شده است . این کویل با آب خنک میشود ، حلقه های این سیم پیچ با فیبر شیشه و پنبه نسوز(آزبست)عایق شده اند ،این لایه های عایق از اتصال کوتاه شدن جریان برق جلوگیری میکنند. کوره های بدون هسته معمولا بر مبنای فرکانس کارشان طبقه بندی میشوند.                                                      

                                                                                                 

تقسیم بندی کوره های القائی از لحاظ فرکانس :

الف)  کوره های القائی با فرکانس پایین.

 ب)  کوره های القائی با فرکانس متوسط.

ج)  کوره های القائی با فرکانس بالا.

د)  کوره های القائی با فرکانس متعدد .

الف)  کوره های القائی با فرکانس پایین.

چنانچه از نام آن پیداست، این فرکانس همان فرکانس شبکه است.

از فرکانس شبکه ارزانترین راه برای نصب کوره بدون هسته میباشد، در این حالت به وجود مبدل فرکانس نیازی نیست. برای بار کوره فقط یک ترانسفورماتور موردنیاز میباشد. ترانسفورماتوری که در آن هسته ها از نظر مغناطیسی بحد اشباع در آمده اند یک جریان متغیر تولید میکند که شامل نوسانات زیادی میباشد. چنین کورهائی با 3یا9 برابر فرکانس شبکه کار میکنند. باید در کویل اولیه یک فیلتر کار گذاشته شود تا از بازگشت نوسانات به برق شبکه جلوگیری بعمل آید. کویلهای بسته ای که بصورت متوالی با سیم پیچ های اولیه قرارگرفته اند این فیلتر را تقویت میکنند کوره هائی که با فرکانس پائین کار میکنند نیازی بدستگاه تنظیم بار ندارند چون بار به محض ورود به طور مساوی بین سه فاز تقسیم می‌شود.

کوره های القائی با فرکانس متوسط :

فرکانس  برق  القا شده در این کوره ها بین 500 الی 10000 هرتز می باشد. بنابر این  دارای هزینه  سرمایه گذاری  اولیه  بیشتری  نسبت  به کوره های با فرکانس شبکه بوده و ظرفیت چنین کوره هایی از چند کیلوگرم  تا حدود   10 تن متغیر می باشد. کار با این  کوره ها  ساده بوده و سرعت  ذوب آن  زیاد می باشد. این کوره ها را می توان  بدون  نیاز  به  مذاب  اولیه  از حالت   سرد بکار انداخت. این کوره ها بیشتر جهت تهیه  چدنها و فولادهای مخصوص در مقادیر کم بکار می روند.

کوره القایی با فرکانس بالا:

در فرکانس 1000 هرتز و بالاتر، معمولاً از اصطلاح فرکانس زیاداستفاده می‌شود. برق از یک منبع سه فاز تأمین می‌شود. استفاده از مبدلهای فرکانس ثابت که با تایریستور کار می‌کند یک نوآوری جدید محسوب می‌گردد. درمورد موتور ژنراتور، برقی که وارد کوره می‌شود توسط منبع میدان کنترل و به آلترناتور هدایت می‌گردد. مزایای مبدلهای ثابت بیش از موتور ژنراتور است. قسمتهای متحرک در این گونه مبدلها وجود ندارد و بین روشن کردن ژنراتور و شتاب یافتن آن اختلاف فاز پیش نمی‌آید. نیروی تلف شده کاهش پیدا می‌کند چون وقتی کوره کار نکند، موتور افت نداشته و برقی هم مصرف نمی‌‌شود. مزیت دیگری که مبدل ثابت دارد این است که خودش تنظیم می‌شود. ظرفیت دستگاهی که با ژنراتور تغذیه می‌شود مرتباً بایستی تنظیم شود تا ضریب توان برق ثابت نگهداشته شود ولی مبدل ثابت بطور خودکار فرکانس خود را عوض می‌کند، در این حالت ضریب توان ثابت نگهداشته شده و اپراتور کوره لازم نیست که خازنهای تنظیم‌کننده را تنظیم نماید.

کوره های القائی با فرکانس متعدد :این نوع کوره ها معمولا دارای سه فرکانس متفاوت بوده و دارای مزایای هر دو کوره القائی  با فرکانس شبکه و متوسط می باشد. استفاده از این کوره ها برای کارگاههای  ریخته گری  کوچک  و  متوسط  مناسب  می باشد.   (  با  حذف محدودیت نگهداری  مذاب  در کوره های القائی با فرکانس شبکه.  )

انتخاب فرکانس:

مهمترین عاملی که در امر انتخاب فرکانس اثر می‌گذارند بشرح زیر می‌‌باشند.

عمق نفوذ:

جریان القائی فقط در لایه سطحی سیم‌پیچ و در اطراف سیم‌پیچ آن ایجاد می‌شود. عمق نفوذ این جریان با رابطه زیر بدست می‌آید.

: عمق نفوذ

: ضریب ثابت

: مقاومت مخصوص

: قابلیت نفوذ مغناطیسی

: فرکانس

در رابطه فوق دیده می‌شود که با ازدیاد فرکانس، عمق نفوذ کاهش پیدا می‌کند.

مزایا و معایب استفاده از کوره های القائی :

مزایا :

1. کار با این کوره ها ساده می باشد.

2.ذوب در این کوره ها بدون ایجاد سر و صدا و آلودگی انجام می گیرد برخلاف کوره قوس.

3.   ترکیب مذاب  در این کوره ها به علت تلاطم ایجاد شده در اثر حوزه الکترومغناطیسی کاملا هموژن گشته و همچنین میزان از دست دادن عناصر نیز کم است.

4.   به علت اساس کار کوره های القائی و عدم وجود اتمسفر احتراقی انجام عمل ذوب در اتمسفر خنثی یا خلا با استفاده از این کوره ها امکان پذیراست.

5.   راندمان حرارتی این کوره ها بالاست.

6.   سهولت افزودن عناصر آلیاژی

معایب :

1. پیچیدگی دستگاهها برای کوره های القائی با فرکانس متوسط  قیمت اولیه نسبتا بالایی را ایجاب می کند.

2. به دلیل وجود تلاطم و نیز سرد بودن مذاب در سطح فوقانی ایجاد شرایط مناسب در سرباره به منظورتصفیه مذاب امکان پذیر نیست. به همین دلیل این کوره ها را بیشترمی توان برای مذاب بعضی از  فولادهای آلیاژی که نیاز به مرحله تصفیه ندارند بکار برد.

3. پل زدن : این پدیده در صورتی که یک شارژ بزرگ به کوره اضافه شود دیرتر ذوب شده و در بالای کوره شارژ سرد می ماند رخ میدهد که حتی باعث انفجار کوره می شود.

اجزای کوره های القایی :

بطور کلی از سه بخش اصلی زیر شده است .

1)بدنه کوره : که تشکیل شده است از بوته ذوب وکو یل مسی که بصورت حلقوی ومارپیچ در اطراف آن قرار گرفته است کویل که بصورت دو جداره ساخته میشود واز یکی از جدارها الکتریسیته واز دیگری آب جریان می یابد . دوسر کویل به منبع انرزی الکتریکی وسیستم خنک کننده کویل متصل میگردد. در داخل بوته لایه آزبست بر روی کویل قرارگرفته وروی آن لایه خاک نسوز کوبیده میشود .

2)منبع انرزی: که واحد تغذیه الکتریکی کوره های القایی میباشد ومتشکل از تابلوهای مدار فرمان وترانسفورماتور وخازنهای مختلف میباشدوانرزی لازم جهت ذوب را فراهم میکند.

3)تاسیسات خنک کننده: متشکل از برجهای خنک کننده است و متناسب باظرفیت ونوع کوره طراحی میشود ووظیفه آن خنک کردن آب جریان یافته در کویل و تابلوهای برقی کوره میباشد.

موارد ایمنی و مراقبت:

1-عایق کاری الکتریکی:

 حلقه های کویل نسبت به هم باید عایق کاری شوند تا از احتمال بروز جرقه ناشی از اتصال کوتاه که ممکن است منجر به سوراخ شدن کویل گرددجلوگیری شود.این مواد می بایست تا 250 مقاومت نشان دهد در غیر این صورت سوختن همین موادو تبدیل آنها به مواد هیدروکربنی خود میتواند مثل هادی عمل کرده وموجبات اتصال کوتاه دو حلقه از کویل رابوجود آورد موادی از قبیل نوارهای شیشه ای ومواد پلاستیکی مرغوب وچسبهای پوششی اپوکسی ولایه های آزبست میتوانند بدین منظور استفاده شوند.

2-خنک کردن کویل :

سطح مقطع کویل از دو قسمت پروفیل تو پر جهت انتقال جریان الکتریسیته وقسمت دیگر پروفیل تو خالی جهت عبور جریان آب برای خنک کردن کویل که ناشی از انتقال حرارت ذوب میباشد .سیستم آب خنک کننده کوره ازیک سیستم بسته تشکیل میگرددکه آب گرم شده دور کویلها بوسیله پمپها ورادیاتورها و در مواردی دیگربوسیله روشهایی که آب بر روی لوله های مسی داخل خنک کننده میریزد خنک میگردد و مجددا دور کویل ودیگر تاسیسات برقی کوره به جریان در میآید .به منظور کاهش میزان رسوب در جداره داخلی کویل مسی که در نتیجه پایین آمدن انتقال حرارت دیواره کویل را به همراه دارد بهتر است که آب مداربسته کویل از آب مقطر انتخاب شود .

3-اندود کردن سطح کویل:

اندود کاری سطح کویل ضمن محافظت کویل در مقابل نفوذ ذوب و شوکهای حرارتی بعنوان یک صفحه لغزشی نیز بین کویل وجداره نسوز کوره عمل کرده ومانع انتقال فشارهای ناشی ازانبساط وانقباض جداره کوره به کویل میشود.جنس این لایه خمیری از خانواده سیمان نسوز ویا مخلوطی از70 %پودر سیلیس و30 % چسب دیر گداز آلومینات کلسیم میباشد ظخامت این لایه بستگی به ظرفیت کوره از3تا9 میلیمتر متغیر است خشک کردن لایه اندود میبایست آهسته در جریان هوای طبیعی ویا گرمای حاصل در گرم خانه ویا لامپهای حرارتی انجام گرددتا از ایجاد ترک در سطح لایه جلوگیری شود.

4-عایق کاری حرارتی: منظور جلوگیری از انتقال شدید حرارت از مذاب به کویل بوسیله ورقه های ایزو میکا وآزبستهای پارچه ای ویا آزبست های مقوایی استفاده می شود.

جداره دیرگداز:

جداره های نسوز ودیرگداز میتوانند بصورت بوته های پیش ساخته و یا جرمهای کوبیدنی کاربرد بیشتری دارند. این جرمهای کوبیدنی متناسب با ظرفیت کوره ودرجه حرارت کوره و نوع مذاب کوره انتخاب میشوند .جرمهای کوبیدنی بطور کل بایستی دارای مشخصات زیر باشند :

 براحتی قابل نصب با شند،پس از کوبیدن از دانسیته بالا ویکنواختی بر خوردار باشند، حداقل جدایش در دانه بندی ولایه لایه شدن پس از کوبیدن را دارا باشند، از زمان زینتر پایینی برخوردار باشند، فوق گداز بالا احتیاج نداشته باشد،مقاومت در دمای بالا داشته باشد،حداقل تغییرات ابعادی در اثر انقباض وانبساط راداشته باشد،در مقابل عوامل خورنده مذاب وسرباره مقاومت مطلوب داشته باشد،هدایت حرارتی پایینی داشته باشد،در مقابل نیروهای مکانیکی ناشی از شار قراضه وعملیات سرباره گیری وتخلیه مذاب مقاومت داشته باشد،قابلیت تخریب خوبی باشد باشد.

 

 

انواع دیر گداز:

دیر گداز سیلیسی : دیرگداز سیلیسی بهترین دیرگداز جهت ذوب چدن میباشد که البته میتوان جهت ذوب فولادهای ساده کربنی وکم آلیاز وهمچنین فلزات رنگی نیز استفاده نمود .از لحاظ دانه بندی خاک نسوز سیلیسی بایستی به گونه های باشد که حداکثر تراکم پذیری را ایجاد نماید بطوری که تقریبا دانسیته خاک نسوز قبل از کوبیدن در حدود 7. 1 کیلوگرم بر دسی متر مکعب وبعد از کوبیدن به 2. 2 کیلوگرم بر دسی متر مکعب برسد. به منظورپایین آمدن نقطه ذوب سطحی دانه های سیلیس واتصال آنها به یکدیگر جهت بدست آوردن جداره یکپارچه از مواد کمک ذوب نظیر اسید بوریک(H3BO3 )(2-1%)ویااکسید بر(B2O3 )(1-4/0%)استفاده میشود.در ایران عمدتا اسید بوریک در مخلوط خاک سیلیسی استفاده می شود.اسیدبوریک دردمای170 بخشی ازآب تبلور و در 300 الباقی آب تبلور خود را از دست داده وبه اکسید بر تبدیل میگردد. باافزایش درجه حرارت اکسید بر ذوب شده وما بین دانه ها نفوذ می نمایداکسید بر مذاب سبب حل لایه سطحی دانه های سیلیسی وتشکیل فاز شیشه ای سیلیکات بر شده وباعث به هم چسبیدن دانه ها بهمدیگر میگردد. با افزایش درصد اکسید بر یا اسید بوریک چسبندگی و استحکام جداره زیاد ولی نقطه زینتر کاهش می یابدبه همین دلیل در لایه های بالایی کوره که بلوکه کوره قرار دارداز اسید بوریک بیشتری  1. 0 تا3. 0 استفاده میگردد تا نقطه زینتر پایین تری را بوجود آورده ونیز از استحکام بیشتری بر خوردار با شد، با بالارفتن درجه حرارت از اکسید بر ویااسیدبوریک کمتری میبایست استفاده گردد بطوری که بعنوان مثال در درجه حرارت1300 از 2تا3 درصد ودر درجه حرارت   1700از 1تا5. 1 درصد اسید بوریک استفاده میگردد.

 پس ازپخت جداره نسوز سیلیسی 3 لایه در جداره قابل تشخیص است :

1- لایه زینتر شده :در این لایه که باذوب در تماس است کوارتز به کریستوبالیت تبدیل شده وبه دلیل ترکیب با اکسید بر بصورت فاز شیشه ای در آمده است.

2 لایه پخته شده :در این لایه کوارتز با فاز شیشه ای ناشی از ترکیبات اکسید بربه یکدیگر چسبیده ولی به حالت زینتر کامل در نیامده واز استحکام کمتری نسبت به لایه اول برخوردار است.

3- لایه نپخته :این لایه بین سطح دوم وتایه کویل قرار دارد در این لایه به دلیل پایین بودن درجه حرارت تغییرات فازی (لایه فاز شیشه ای) بوجود نیامده واز استحکام کمی برخور دار است در حین کار با کوره سطح اول در حال عقب نشینی است بطوری که پس از مدتی لایه سوم در موقعیت لایه دوم قرار میگیرد ودر این حالت ضخامت جداره به حداقل خود رسیده است و نیز به خاک کوبی جدید دارد.

دیرگداز آلومینا خنثی :

پایه اصلی آن (Al2O3 )است نمونه هایی از آ نها تحت عنوان سیلیمانیت وخاک چینی ومولیت وبوکسیت وکراندم قابل ذکر است دیرگداز آلومینای مصرفی در جداره کوره القایی غالبا از هیدراته کردن بوکسیت بدست میآید آلومینای مصرفی در جداره کوره القایی از  80 درصداکسید آلومینیم بر خوردار است از مقاومت حرارتی بالاتری نسبت به خاک سیلیسی برخوردار است ولی قیمت بالاتری نیز نسبت به آن دارداین دیرگداز از نظر میل ترکیبی وخواص شیمیایی خاصیت خنثی داردودر مقابل سرباره های اسیدی وبازی مقاوم است به همین دلیل برای ذوب جدن وفولاد مورد استفاده قرار میگیرد.  چسب مورد استفاده در این خاک بستگی به سر باره ذوب گرفته شده از این نوع کوره ها دارد بعنوان مثال اگر سرباره اسیدی باشد چسب از نوع سیلیس وچنانچه بازی باشد از نوع منیزیتی میباشد .

دیرگداز منیزیتی (بازی):

این دیرگداز از دانه های متبلور منیزیمی تشکیل شده است اشکال بزرگ این دیر گداز ضعف آ ن در برابر شوکهای حرارتی است ودر کوره هایی که زیاد روشن و خاموش میشوند توصیه نمیشود  وموردمصرف آن در کوره های فولادسازی مداوم میباشد مثل فولادهای ضد سایش کرم بالا وفولادهای آستنیتی منگنز بالاوفولادهای نسوز وزنگ نزن.چسبهای مورد مصرف دراین دیرگداز معمولا اشپینل(l2O3 MgO A  )ویا سیلیکات (  2MgO.SiO2  ) می باشند .وزن دیرگداز مصرفی به طراحی کوره  بستگی داردکه البته از روابطی میتوان با توجه به دانسیته خاک در جرمهای سیلیسی ومنیزیت وآلومینایی وزن خاک نسوز را بدست آورد روابط زیر ساده شده روابط دیگری است که تاحدودی میتوان وزن نسوز مورد مصرف را تخمین زد که در آنهاM  ظرفیت کوره است.

وزن خاک نسوز سیلیسی (تن)     Ps=0.25 M

وزن خاک نسوز آلومینا (تن)     Pa=0.28 M

وزن خاک نسوز منیزیتی (تن)      Pm=0.3 M

ساخت کوره:

بعد از نصب ورقه های آزبست مراحل خاک کوبی از کف کوره آغاز می گرددکه از اتصال و نصب سیم آرت(به ارتفاع 8 سانتیمتر )و تنظیم و لایه های 5 سانتیمتری خاک نسوز در ته کوره ریخته میشود و پس از تسطیح عمل کوبیدن با استفاده از کوبه دستی صورت میگیرد بهتر آن است عمل کوبیدن از مرکز شروع وبصورت شعاعی به اطراف ختم شود، عملیات کف کوبی 1تا3 سانتیمتر ارتفاع نهایی کف کوره از حد استاندارد کوره بیشتر باشد،سپس ویبراتور روشن میشود و مدت 3 دقیقه عمل کوبیدن انجام می گیرد. برای کوبیدن خاک نسوز کوره های القایی از یک شابلن استوانه فولادی متناسب باکوره ودستور العمل سازنده کوره استفاده می شود،سطح شابلن به فواصل 20 تا30 سانتیمتر سوراخهایی به قطر 3-5 میلیمتر زده میشود تا خروج رطوبت از نسوز به سهولت  انجام گیرد. پس از استقرار شابلون خاک نسوز جداره توسط قیف لوله دار در اطراف شابلون به صورت یکنواخت ریخته میشود ضخامت لایه ریخته شده در هر مرحله پس از تسطیح 5تا8 سانتیمتر گرفته میشود عمل کوبیدن بدین صورت است که کوره کوب که یک یا دو نفر هستند ضمن کوبیدن به دور کوره حرکت میکنند تا عمل کوبش بصورت یکنواخت صورت گیرد زمان کوبیدن برای هر لایه حدود 10 دقیقه است سپس با اضافه کردن اسید بوریک بطور مکرر به خاک نسوز در قسمت شروع بلوکه خاک کوبی ادامه پیدا میکند سپس توسط ویبراتور از پایین ترین قسمت شابلون کوبیدن ادامه مییابد .عمل ویبره کردن در جهت 45 درجه با یستی تکرار شود تا در همه جهات تراکم خاک نسوز بدرستی انجام پذیرد .

عملیات زینتر:

بعد از خاک کوبی یک بلوکه چدنی داخل شابلون و کوره قرار داده شده و ترمو کوپل را برای اندازه گیری دما در کنار شابلون و بلوکه ثابت میگردد وتابلوالکترکی قدرت کوره در مدار قرار داده میشود تا درجه حرارت بصورت زیر افزایش یابد.

دما از محیط تا C270 هر ساعت40 درجه افزایش یابد تا رطوبت وآب تبلوراسید بوریک خارج گردد.

سپس هر ساعت   60 تا درجه حرارتC 573  .

در درجه حرارت فوق به ازای هر 2.5 سانتیمتر ضخامت جداره یک ساعت نگه داشته شود.

در مرحله بعد هر ساعت C 100 افزایش دما تا نقطه ذوب کامل. پس از حدود 50تا100 درجه فوق گداز به مذاب داده میشود وحداقل یک ساعت وحداکثر 3 ساعت نگهداری در این درجه حرارت.پس از این مراحل کوره آماده تخلیه وبهره برداری است .

در روش دیگر بعد از عملیات خاک کوبی مشعلی بر روی کوره تعبیه کرده و درجه حرارت را تا 1000 درجه بالا برده تا به حالت سرخی کامل در آید سپس مشعل را از روی کوره برداسته و کوره را با مذاب با درجه حرارت C 1350تا C 1450  پر می نمایند وبا افزایش توان کوره و بالا بردن درجه حرارت تا  100درجه بالاتر از درجه حرارت موردنظر و نگهداری در این درجه حرارت بمدت حداقل یک ساعت کوره آماده بهره برداری است.

عوامل تغییر ضخامت جداره:

1 ) خوردگی ناشی از دانه بندی :

بهتر است قبل از خاک کوبی مواد نسوز داخل یک سینی ریخته وکاملا مخلوط گردند .افزایش زمان کوبیدن با ویبراتور از دیگر علل جدایش است جدایش باعث میشود که درقسمت دانه های درشتر کاهش تراکم ومقاومت جداره ونفوذ ذوب در قسمتهای با دانه ریزتر و پایین بودن استحکام کاهش نقطه زینتر بدلیل غنی شدن از اسید بوریک را بوجود آورد.

2) خوردگی در اثر نفوذ مذاب :

گاهی نفوذ مذاب به داخل ترکها باعث بوجود آمدن خوردگی میشود.عدم اجرای صحیح عملیات خاک کوبی ومطلوب نبودن دانه بندی وجدایش دانه بندی وپایین بودن میزان اسید بوریک وپایین بودن درجه حرارت مذاب هنگام زینتر ودر نتیجه پخت جداره بدرستی صورت نگرفته واستحکام پایین بوده است .

3) خوردگی دراثر بالا بودن درجه حرارت :

الف- چنانچه درجه حرارت از حد معینی (C 1460 ) تجاوز نماید کربن موجود در مذاب سبب احیای سیلیس جداره شده و موجب خوردگی جداره میگردد.

ب) دلیل دیگر آن تشکیل وافزایش میزان سرباره است که باعث خوردگی جداره میگردد.

4)اشکال رسوب کردن :

گاهی اوقات پس ازتخریب جداره مشاهده میشود که در بعضی مناطق جداره نسوز بخصوص درنزدیکی آزبست به رنگ سیاه یا خاکستری در آمده است این موضوع ناشی از2 عامل است اول آنکه رسوب کربن میتواند ناشی از تجزیه گاز اکسید کربن نفوذ یافته از جداره به سمت کویل باشد که جدا شدن کربن و رسوب آن بر روی دانه های جداره باعث تغییر رنگ خاک نسوز جداره میشود.دوم آنکه نا مناسب بودن وتجزیه مواد تشکیل دهنده آزبست میتواند باعث رسوب کربن بر روی جداره نسوز شده وسبب تغییر رنگ آن شود.

5) خوردگی ناشی ازناخالصی خاک نسوز:

وجود اجسام نا خالص در خاک در حال کوبیدن ویا برخورد نوک کوبه باآزبست جداره وکنده شدن آن ومخلوط شدن با جرم کوبیدنی همگی باعث نفوذ ذوب وکاهش عمر جداره میگردد.

6) ضخیم شدن جداره :

چسبیدن سرباره به جداره وضخیم شدن جداره که باعث کاهش ظرفیت کوره وراندمان ذوب دهی میگردد.استفاده از برگشتی ماسه دار(O3 AL2 ) از منیزیت و ( SIO2   ) از ماسه ریخته گری واستفاده از قراضه های پر سیلیسیم وتشکیل مولیت ( 3AL2O3.2SIO2  ) در داخل مذاب واین در حالتی است که آلومینای قابل توجهی در مذاب وجود داشته باشد که ناشی از استفاده قراضه با آلو مینیم بالاست.اکسید آهن نیز یکی از دلایل بوجود آورنده سرباره چسبنده است (استفاده از براده ها وتراشه های اکسیده شده ).

7)خوردگی سرباره ای :

سرباره های بازی سبب خوردگی جداره اسیدی می گردند سرباره های بازی حاوی کاربید کلسیم وآهک واکسید آهن واکسید منگنز میباشد .

8)خوردگی ناشی از مواد مذاب :

تعدادی از عناصر آلیازی در اثر فعل وانفعالات با جداره اسیدی باعث خوردگی جداره میگردند از آن دسته از عناصر سرب  کرم منگنز وتیتانیم را میتوان نام برد .

9)خوردگی در اثر شوک حرارتی :

گرم وسرد شدن های متوالی وسریع باعث ایجاد ترک در جداره کوره می گردد.

10)خوردگی مکانیکی :

عدم دقت در شارز وضربه های ناشی از این عملیات سبب کنده شدن جداره وته کوره می گردد.

روشهای اندازه گیری فرسایش وخوردگی:بررسی چشمی، اندازه گیری فیزیکی، اندازه گیری الکتریکی، استفاده از ترمو کوپل و اندازه گیری درجه حرارت آب کویل.

تعمیرات جداره نسوز :

در بعضی مواقع خوردگی وفرسودگی جداره کوره القایی را میتوان تعمیر نمود چون تخریب وتعویض جداره نسوز در کوره های با ظرفیت بالا مقرون به صرفه نیست.این تعمیرات شامل مرمت کف وترک وگشاد کردگی وخوردگیهای موضعی است .

ترکهای بزرگ رامیتوان بوسیله مواد دیرگداز سیلیسی خمیری با چسب خود گیر تعمیر کرد.تعمیر قسمت کف کوره براحتی امکان پذیر است در صورتی که کف کوره کنده شده باشد ویا خوردگی داشته باشد میتوان بعد از تخلیه کوره وزدودن سرباره از محل مورد نظر مواد نسوز را در کف کوره ریخته وباکف کوب یک صفحه فولادی روی آن گذاشته وبا گذاشتن یک بلوکه چدنی یا شمش عملیات شار و ذوب گیری را آغاز کرد.

تعمیر قسمت پایین کوره :

درصورتی که کوره در قسمت انتهایی خورده شده باشد میتوان با استقاده از یک نیم شابلون قسمت مربوطه را مجددا خاک کوبی کرد وبعد از خاک کوبی عملیات شار انجام گیرد.

تعمیر خوردگی سربارهای :

بمنظورتعمیر نسوز کوره در قسمتهایی که توسط سرباره خورده شده است بدین صورت عمل میشود که سطح ذوب را تا محل خوردگی شار‍ کرده وبا ریختن مواد نسوز بر روی سطح مذاب و در اثر تلاطم ذوب مواد نسوز به جداره چسبیده و موقتا جداره تعمیر میگردد.

تعمیرات کلی جداره نسوز :

بدین صورت است که محل های خورده شده اعم از کف ویا قسمتهای تحتانی کوره بعد از سرد شدن به ضخامت 3/1 کاملا تراشیده میشود ( لایه سیاه شده میبایست کاملا برداشته شود ) و بعد از شابلون گذاری وخاک کوبی عملیات زینتر وشار و ذوب گیری انجام میشود.تعمیرات کلی معمولا برای کوره های با ظرفیت بالا انجام میگیرد ودر کوره های با ظرفیت پایین تخریب نسوز انجام میشود .

 

 

 

کوره های قوس

مقدمه

ذوب الکتریکی فلزات

ابداع این روش مبتنی بر این بود که می توان برای ذوب فلزات از قوسی که بین الکترود افقی زده می شود، استفاده کرد. طرح زیمنس برای قوس الکتریکی غیر مستقیم چندین نوع بوده اما تنها، در سال 1890 بود که هرولت طرح کوره های قوس الکتریکی مستقیم را ارائه کرد به طوری که تمام خصوصیات اساسی و بنیادی کوره های الکتریکی جدید را در بر می گرفت .

اساس کار کوره های قوس:

شارژ کوره با استفاده از جراثقال آهنربایی یا توسط سبدهایی که کف آنها چند تکه توسط طنابی بهم متصل شده اند صورت می گیرید هنگامیکه سبدهای شارژ روی کوره قرار می گیرند، طناب در اثر حرارت سوخته و شارژ بدرون کوره ریخته می شود.

چیدن شارژ درون کوره:

قراضه های سنگین به ته کوره رفته و قراضه های سبک و تراشه روی آنها را می پوشانند، در نتیجه الکترود بدون اینکه آسیبی ببینند در داخل بار  فرو رفته و نسوز سقف از تشعشع حرارتی محافظت می شود. لازم به ذکر است قبل از اینکه قراضه در کوره شارژ شود مواد کربن زا مانند کک، آنتراسیت و الکترودهای شکسته در ته کوره قرار گرفته تا جوشش بدلیل وجود کربن زیاد در کوره حاصل شود. مواد سرباره زای اکسیدی مانند اکسید آهن و سنگ آهک را می توان در سبد شارژ یا بهمراه مواد کربن زا به کوره افزود

کوره‌های قوس الکتریکی

این نوع کوره‌ها را شاید بتوان از نوع کوره‌های مقاومتی به حساب آورد، در اینجا مقاومت فاصله هوایی است که بین دو الکترود و یا یک الکترود و شارژ موجود می باشد . در اثر عبور جریان برق از این فاصله هوایی، قوس الکتریکی ایجاد می‌شود درجه حرارت قوس الکتریکی ایجاد شده بسیار زیاد بوده و به حدود 3800 درجه سانتی‌گراد در منطقه قوس می‌رسد.

کوره‌های قوسی را نسبت به مسیری که جریان الکتریکی در این کوره‌ها طی می‌کند می‌توان به سه دسته تقسیم نمود:

الف- در صورتی که  قوس الکتریکی بین الکترودها برقرار گردد، به آن کوره قوس الکتریکی غیر مستقیم گویند.

حرایت ایجاد شده در اثر یاین قوس از طریق تشعشع و جابجایی به شارژ منتقل گشته و موجبات ذوب آن را فراهم می‌نماید. این نوع کوره‌ها نسبت به این که توسط یک یا سه فاز تغذیه شوند، دارای دو یا سه الکترود بوده  و بیشتر برای ذوب فلزات غیر آهنی و چدن مورد استفاده  قرار می‌گیرند.

شکل 31- 2 شمای کوره قوس الکتریکی غیر مستقیم

A ) بادو الکترود و جریان برق تک فاز

B) با سه الکترود و جریان برق سه فاز

ب) در صورتی که جریان الکتریکی از طریق قوس الکتریکی ایجاد شده بین الکترود و شارژ به شارژ منتقل شود آن را کوره قوس الکتریکی مستقیم نامند. این کوره‌ها ممکن است  با جریان برق یک، دو یا سه فاز کار کنند،  ه جریان بررق ممکن است از طریق قوسی که بین یک الکترود و شارژ ایجاد می‌شود به شارژ منتقل و پس از عبور از ان با ایجاد یک قوس الکتریکی دیگر به الکترود مجاور منتقل شود و یا احتمال دارد جریان الکتریکی پس از ورود به شارژ ( از طریق قوس الکتریکی  که بین الکترود و شارژ برقرار می‌باشد ) با بدنه کوره منتقل و از آن جا توسط یک الکترود دیگر ( بدون ایجاد قوس ) خارج شود 

شمای مسیر جریان الکتریسیته در کوره‌ای قوس الکتریکی

-Aجریان الکتریکی از طریق یک الکترود و توسط قوس الکتریکی وارد شارژ گشته و پس از عبور از آن با ایجاد قوس الکتریکی دیگری به الکترود مجاور منتقل می‌گردد.

-Bجریان الکتریکی از طریق الکترود وارد شارژ شده و سپس از عبور از آن به بدنه کوره منتقل و از آن جا به وسیله الکترود دیگر (بدون ایجاد قوس الکتریکی) خارج می شود.

کوره‌های قوس الکتریکی مستقیم دارای یک، دو یا سه الکترود می‌باشند.

-Aبا دو الکترود و جریان برق دو فاز

-Bبا سه الکترود و جریان برق سه فاز

متداولترین نوع کوره قوس الکتریکی مستقیم، که برای تهیه و ذوب آلیاژهای آهنی به کار می‌رود و دارای سه الکترود می‌باشد.

کوره‌های قوس الکتریکی مستقیم سه الکترودی، برای برآوردن

ج- جریان الکتریکی در این حالت از طریق الکترود یا الکترودها با ایجاد قوس الکتریکی یکی وارد شارژ شده و سپس با گذشتن از بستر نسوز کوره آن را ترک می‌کند. در این نوع کوره‌ها حرارت لازم جهت ذوب شارژ فلزی هم از طریق قوس الکتریکی و هم از طریق گرمای ایحاد شده در اثر عبور جریان الکتریکی از بستر نسوز کوره تامین می‌شود. لذا این نوع کوره‌ها مخلوطی از کوره‌های قوس الکتریکی مستقیم و کوره‌های مقاومتی می‌باشند. 

شکل 35-2  شمای یک کوره قوس الکتریکی مستقیم سه فازه با مقاومت کومکی ( جریان الکتریکی با گذشتن از بستر نسوز کوره آن را گرم می‌نماید.

مراحل فرایند ذوب:

الف ـ در مرحله نخست ذوب با یک ولتاژ متوسط آغاز می شود تا از آسیب رساندن به سقف کوره تا حد امکان جلوگیری بعمل آید، البته اگر سرعت ذوب بالایی مد نظر باشد، این مرحله در حذف می کنند.

ب ـ پس از وارد شدن اکترودها بداخل شارژ جهت استفاده از حد اکثر انرژی ورودی به کوره ولتاژ مناسبی انتخاب می شود.

پ ـ پس از تشیل مذاب و تجمع آن در حوضچه، ولتاژ را جهت جلوگیری از آسیبهای تشعشعی به آستر نسوز کوره کاهش می دهند.

ت -بیرون کشیدن الکترود ها از درون شارژ زمانی انجام می گیرد که حدوداً %75 با ذوب شده باشد، سپس بطریق مختلف آن را بهم زده تا بقیه بار که هنوز ذوب نشده است نیز ذوب گردد. پس از اتمام عملیات ذوب، کوره را تخلیه می کنند که برای تخلیه مذاب کوره را  به جلو و برای تخلیه سرباره کوره را حدوداً  به عقب خم می کنند .

اجزای کوره :

تجهیزات الکتریکی :

کلید قطع و وصل مدار : بخاطر مصرف خیلی زیاد انرژی در کوره های قوسی، این کوره ها به یک منبع الکتریکی فشار قوی متصل می شوند، در این میان کلید خودکار از وظیفه ای بسیار حساس و مشکل برخوردار است، زیرا که در هر ذوب کوره شاید به تعداد پنج یا شش دفعه برق قطع می گردد،. کلید خودکار می تواند از نوع هوای دمشی و یا او نوع غوطه ور در روغن باشد، نوع اول در سالهای اخیر کاربرد بیشتری داشته است. اگر از کلیدهای تعویض کننده ولتاژ با قطع بار الکتریکی استفاده شود، کلید خودکار در عین حفاظت از مدار در مقابل بار اضافی، معمولاً دارای یک بوبین ولتاژ صفر است که به این وسیله با کلید تعویض کننده ولتاژ نیز درگیر می شود.

راکتور و ترانسفورماتور:

در همان مخزنی قرار گرفته که ترانسفورماتور قرار دارد . ترانسفورماتور باید افزایشهای ناگهانی ولتاژ را وقتی که قوس الکتریکی بر قرار می شود، کنترل کند. راکتور از یک سیم پیچ ساده تشکیل شده که جریان الکتریکی از آن عبور می کند. راکتوری که واردیک خط شده، جلوی جریان را می گیرد، هر چه جریان قوی تر باشد، بالطبع نیروی بازدارنده آن نیز زیادتر خواهد بود، از این رو، راکتور برای پایین آوردن نوسنها و افزایش های ناگهانی ولتاژ به کار می رود. وقتی قوسی بر قرار می شود، عملاً یک اتصال کوتاه است که به طور عادی نوسانها و افزایش شدیدی در ولتاژ شبکه اصلی فشار قوی ایجاد می کند. راکتور، نوسانهای بار را متعادل می سازد، وقتی ذوب کامل شد، راکتور خارجی را می توان به طور کامل از مدار خارج ساخت ، ترانسفورماتور اساساً یک وسیله الکترومغناطیسی است که جهت تغییر ولتاژ یک منبع جریان متغیر به میزانی که برای یک قسمت خاصی از دستگاه مورد نیاز باشد، به کار گرفته می شود.از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه تشکیل می شود. مدار یا هسته مغناطیسی از مجموعه ای مجموعه ای از صفحات نازک بریده شده فولاد سیلیسیم دار ساخته می شود. فولاد سیلیسیم دار از این نظر به کار می رود که پس ماند مغناطیسی پایینی دارد و  ضمناً افت انرژی بر اثر تولید جریانهای فوکونیز به علت ساختمان ورقه ورقه ای آن کاهش پیدا می کند . عملاً تمام ترانسفورماتورهای کوره از نوع روغنی هستند. فشار روغن را همواره بیشتر از فشار آب نگه می دارند تا از نفوذ آب به داخل ترانسفورماتور جلوگیری می شود. ترانسفورماتور های کوره یا برق سه فاز کار می کنند و تغییر دادن ولتاژ،  به نحوه ارتباط فازها نسبت به همدیگر نیز بستگی دارد. ولتاژهای ذکر شده بالا برای اتصالهای از نوع مثلثی هستند، برای کم کردن تعداد قطع و وصل کلید مدار، طریق معمول این است که با بالا کشیدن الکترود جریان الکتریکی قطع می گردد. در واقع با این طریق از سیستم الکترودها به عنوان یک کلید خودکار با ولتاژ پایین استفاده می شود.

تنظیم کننده های الکترود :

در حین ذوب، اعمال حداکثر توان کوره ضروری است، زیرا که قراضه ها بداخل حمام مذاب فرو ریخته و مقاومت شارژ کوره دائماً تغییر می یابد. علاوه بر این، الکترودها فرسوده می شوند و کم کم طول قوس بیشتر می شود. طول قوس، قدرت ورودی کوره را تعیین میکند، برای اندازه گیری از تنظیم کننده استفاده میشود.

طرز کار تنظیم کننده به این ترتیب است که الکترودها را برای تطابق زیاد و طول قوس مطلوب، بالا و پایین می برند و در نتیجه قدرت ورودی یکنواخت می شود. وظایف یک سیستم ایده آل تنظیم کننده به قرار زیر است:

الف ـ در مقابل شرایط متغیر کوره خیلی سریع و فوری عکس العمل نشان دهد،

ب ـ اتصال الکتریکی را بر قرار کند،

ج ـ توزیع قدرت را در الکترودها هماهنگ و یکنواخت کند،

د ـ در صورت بروز اشکال الکتروده را بالا بکشد و

هـ ـ به طور خودکار هر شرایط الکتریکی از پیش تعیین شده ای را بر قرار و حفظ کند.

الکترودها :

کار الکترودها انتقال جریان از بازوهای الکترود با بار کوره از طریق ایجاد قوس الکتریکی است. در حین عمل کوره، الکترودها در نتیجه اکسیداسیون، تصعید و شکستگی از بین می روند. برای تعویض یک الکترود ، نخست سرپیچ را با استفاده از یک لوله دمنده هوا ویا در صورت لزوم به وسیله یک برس سیمی به دقت تمیز می کنند. . سرپستانک یا مغزی را بعد از تمیز کردن سرپیچ ، در داخل سرپیچ الکترود جدید پیچ می دهند، و سپس به میزان  دور، پیچ آنرا شل می کنند که در حین کار فشار متعادل برقرار باشد. آنگاه ، یک سرپیچ فولادی که برای بالا بردن به کار می رود به انتهای پیچ دار الکترود متصل می گرددو این مجموعه به وسیله جرثقیل بلند می شود، درحین جابجا کردن باید کمال دقت را به عمل آورد که مغزی و لبه خارجی الکترود کوچکترین آسیبی نبینند. الکترود جدید در بالای سرپیچ الکترود دیگر ، به صورت معلق آویزان شده ، و با استفاده از یک « فاصله انداز» و یک « هادی» برای جلوگیری از هر نوع آسیب ، آنرا در محل خود پیچ داده و با استفاده از یک آچار« گشت آور» آنرا کاملاً محکم می کنند . . سرپستانک یا مغزی را بعد از تمیز کردن سرپیچ ، در داخل سرپیچ الکترود جدید پیچ می دهند، و سپس به میزان  دور، پیچ آنرا شل می کنند که در حین کار فشار متعادل برقرار باشد. آنگاه ، یک سرپیچ فولادی که برای بالا بردن به کار می رود به انتهای پیچ دار الکترود متصل می گرددو این مجموعه به وسیله جرثقیل بلند می شود، درحین جابجا کردن باید کمال دقت را به عمل آورد که مغزی و لبه خارجی الکترود کوچکترین آسیبی نبینند. الکترود جدید در بالای سرپیچ الکترود دیگر ، به صورت معلق آویزان شده ، و با استفاده از یک « فاصله انداز» و یک « هادی» برای جلوگیری از هر نوع آسیب ، آنرا در محل خود پیچ داده و با استفاده از یک آچار« گشت آور» آنرا کاملاً محکم می کنند . وقتی تمام یا بخش زیادی از جریان از مغزی عبور کند، مقاومت آن بیش از حد بالا رفته و شروع به داغ شدن و انبساط می کند و در نتیجه سرپیچ ترک  خورده و منجر به از کار انداختن کامل اتصال می گردد. تبخیر ، فرسایش قسمت انتهایی تقریباً به میزان 6 درصد الی 30 درصد خواهد بود درحالی که فرسایش بر اثر اکسیداسیون سطوح جانبی 70 درصد کل فرسایش است . میزان این فرسایش به نسبت شدت جریان درواحد سطح خواهدبود.

اخیراً الکترودهای پوشش داری به بازار عرضه گردیده است ، یک پوشش مفید و موفق باید دارای شرایط زیر باشد:

الف- حائلی بین گرافیت وجوّ کوره به وجود آورده تا مانع اکسیداسیون شود،

ب- در برخورد با سرباره مقاوم باشد ،

ج- در مقابل الکتریسیته مقاومت کمتری داشته باشد تا تماس بین گیره نگهدارنده الکترود و خود الکترود برقرار و حفظ گردد.

د- از نظر قیمت آنقدر گران نباشد که کاربرد آنرا که به منظور کاهش هزینه  تولید انجام می گیرد ، منتفی سازد . به طور عمده دو نوع پوشش،  خصوصیات مذکور را دارد:

 1- سطح خارجی الکترود بطرق گوناگون روکش فلزی شده باشد، موفق ترین مواد برای این نوع پوشش، آلومینیوم ویا مخلوطی از آلومینیوم و کاربید سیلیسیوم است.

2- سطح خارجی الکترود با مواد شیمیایی از جمله ، نمکهای باریم ، اسید بوریک ، بوراکس و یا ترکیبی از این مواد با مواد دیگر تلقیح شده  باشد.

میزان مصرف الکترود از 3 الی 10 کیلوگرم برای هر تن متغیر است و مقدار آن عمدتاً بستگی به نوع فولاد تولیدی و طرز کار کوره دارد.

کوره های قوس الکتریک مدرن:

در سالهای اخیر بکارگیری لانسهای تزریق اکسیژن و کربن ، دمش گاز خنثی از کف ، سوزاندن گاز خروجی از سطح ، استفاده از شارژ گرم و ... تلاشهایی است که برای بهبود وضعیت کوره های قوس الکتریکی انجام شده .

این تلاشها منجر به ایجاد انواع تکنولوژیها نظیر کوره های دو محفظه ای ، کوره های شافت ، کوره دومرحله ای ، روشهای EOF وK-ES ، فرآیند conarc و comlet ، consteel و کوره های DC(Danarc , contiarc) گردیده ا ند .

شبیه سازی فرآیندهای مختلف درکوره های قوس الکتریک نظیر هماهنگی بین واحدهای مختلف ، جریانهای گاز در کوره ، توزیع دما وتنش در الکترودها، شبیه سازی جریان سیال و مخلوط شدن در فرآیند دمش از کف، هم پای سایر پیشرفت های ابزاری توانسته جایگاه مناسبی برای این کوره ها در صنعت فراهم نماید. پیش بینی می شود که تولید فولاد از طریق کوره های قوس الکتریک از 33% به 40% کل تولید فولاد جهان در سال 2010 برسد و این درحالی است که مصرف انرژی الکتریکی به kwh/t 360 ، مصرف کربن به kg/t 32 و اکسیژن به m3/t40 خواهد رسید و زمان بین دو تخلیه به 58 دقیقه کاهش می یابد

 

 

 

 

کوره های گامی

    کوره ها معمولا بسته به شکل قطعه و نوع انتقال ان درکوره طراحی وساخته می شوند.به عنوان مثال در یک کارخانه لوله سازی ابتدا قطعه در قالب یک شمش 1.5 - 1 متری در کوره پیش گرم کننده که بصورت دوار  می باشد شارژ میشود اما بعد از اینکه شکل لوله را به خود گرفت , نیاز به کوره هایی با طول بیشتری پیدا میکند که در اینجا این مشکل توسط کوره های گامی حل گردیده است. دلیل اینکه این کوره ها گامی نام گرفته اند اینست که قطعه بعد از شارژ بصروت گام به گام و حرکت چرخشی به سمت درب دشارژ هدایت می شوند.

مشخصات کوره مذکور

کوره ای است به شکل مکعب مستطیل با طول 15 وعرض 7.5 متر و با ارتفاع 4.5 متر(ارتفاع محفظه داخلی کوره حدودا 1.5 متر است).

n                                        سوخت کوره گاز طبیعی می باشد.

n                                        قدرت حرارتی کوره 7000000 کالری در ساعت می باشد.

n                                        دارای 48 مشعل گازی در یک طرف کوره میباشد.

n                                        ماکزیمم تولید در ساعت 250 تن است

  قابلیت های کوره مذکور

n                                        قابلیت بالا بردن دما تا 1000 درجه سانتیگراد.

n                                        کنترل آسان دما واتمسفر کوره.

n                                        قابلیت نگهداری لوله ها در داخل کوره همراه با چرخاندن .

n                                        هزینه نگهداری پایین .

n                                        قابلیت ردیابی دقیق لوله ها در داخل کوره.

n                                        قابلیت پایش وضعیت داخل کوره در حین کار.

مکانیزم کاری وتجهیزات مکانیکی کوره:

 کوره از قسمتهای مختلف به شرح ذیل تشکیل شده است

1 -اسکلت کوره (steel structure)

2- میز های گامی (walking beam unit) وسایر تجهیزات مربوط به انتقال لوله در داخل کوره 3- سیستم سوخت واحتراق کوره ((gas pipe system & air combustion

 4- ایستگاه هیدرولیک , پنوماتیک وگریسکاری

 5-  سیستم خنک کاری کوره

  6- کابین فرمان کوره

 7- نسوزهای داخل کوره

اسکلت کوره

n            اسکلت کوره شامل اسکلت نگهدارنده ,ورق های کف ,سقف وبدنه کوره , درب ها ,کنالهای انتقال دود و... میباشد که اسکلت نگهدارنده خود از دوقسمت ثابت  ومتحرک تشکیل شده است. اسکلت ثابت به بدنه اصلی کوره متصل است وسایر اجزا روی انها سوار هستند.

n            اسکلت متحرک از دوقسمت تشکیل شده است که یکی از انها حرکت افقی ودیگری حرکت عمودی میز گامی را به عهده دارد.

n                            میز با حرکت افقی توسط یک جک پنوماتیکی وغلطکهای که در زیر ان قرار دارد به حرکت در می اید .

n                            میز با حرکت عمودی توسط یاتاقانهای خارج از مرکز وجکهای هیدرولیکی کمکی به حرکت در می اید.

(walking beam )  میز های گامی

n                که از دو مجموعه متحرک وثابت تشکیل شده است و وظیفه انتقال لوله ها در عرض کوره را عهده دار میباشند.مجموعه ثابت ان به بدنه اصلی متصل است وهیچگونه حرکتی ندارد .                                                    اما مجموعه متحرک آن به اسکلتی که حرکت افقی دارد متصل است که به واسطه آن حرکت عمودی و توسط خود آن حرکت افقی را اعمال می کند .

     

غلطکهای ورودی ((Inlet rollers

غلطکهای ورودی که وظیفه آنها انتقال لوله ها از خارج کوره به داخل کوره است , انتقال در راستای طولی کوره را انجام می دهد . در این قسمت کار بازوهای شاخکی توسط خود غلطکها انجام می شود یعنی اینکه این غلطکها هم در راستای عمودی و هم در راستای افقی حرکت دارند . لازم به توضیح است که حرکت دوم توسط جکهای هیدرولیکی تامین می شود و به همین لحاظ از محل اتصال به خارج کوره مقدار اتلاف حرارتی داریم . . این غلطکها در تمام مدتی که کوره روشن است در حال چرخش می باشند و دائما آبگرد می شوند . نیروی محرکه این غلطکها توسط گاردانهایی از الکتروموتورهایی خارج از کوره تامین می گردد . ضمنا تعداد این غلطکها بستگی به طول کوره دارد .

همچنین در هنگام ورود روی لوله ها پوسته اکسیدیی تشکیل شده است که در برخورد با غلطکها جدا شده و به کف کوره می ریزد . به همین منظور در زیر هر کدام از غلطکها دریچه ای تعبیه شده که این اکسیدها را به زیر زمین کوره انتقال می دهد .

بازوهای شاخکی متحرک ( (mobile arms

این بازوها وظیفه هدایت لوله ها از روی رولیک ها به روی میز گامی را عهده دار هستند و نیروی محرکه آنها توسط جکهای هیدرولیکی خارج از کوره تامین می گردد و در حین کار آبگرد نمی شوند و مقدار اندکی اتلاف حرارتی از محل اتصال آنها به خارج کوره دارد .

غلطکهای خروجی )  (outlet rollers

این غلطکها نیز مانند غلطکهای ورودی هستند با این تفاوت که عمل خارج نمودن لوله از داخل کوره را انجام می دهند.از محل اتصال این غلطکها اتلاف حرارتی نداریم

مکانیزم کاری کوره

مکانیزم کاری کوره به این صورت می باشد که پس از اینکه لوله ها توسط غلطکهای ورودی وارد کوره شدند توسط خود رولیک ها به روی میزهای گامی هدایت می شوند , سپس در حرکتهای منظم , آهسته و پیاپی که چگونگی آن ذیلا شرح داده می شود به سمت بازو های شاخکی رانده می شوند. بازو ها لوله ها رابه روی رولیک های خروجی انتقال می دهند ودر نهایت توسط رولیک های خروجی به سمت درب دشارژ راهنمایی می شوند .

در مورد حرکت میزهای گامی باید گفت : نیرو ابتدا توسط دو الکتروموتور که در طرفین گیربکس مرکزی قرار گرفته اند تامین می شود گیربکس مرکزی نیرو را به دو گیربکس دیگر انتقال داده که این گیربکسهای ثانویه هر کدام به دو یاتاقان خارج از مرکز وصل می شوند که این یاتاقانها پس از چرخیدن حرکت عمودی اسکلت متحرک را تامین می نمایند . ضمنا در بین این یاتاقانها جکهای هیدرولیکی تعبیه شده اند که در هنگام بالا بردن اسکلت به یاتاقانها کمک می کنند .

همچنین تعدادی جک در اطراف اسکلت قرار داده شده اند که مانع از بر هم خوردن تعادل در هنگام عمودی اسکلت می شوند هنگامی که این یاتاقانها و جکها میز را به بالاترین نقطه ممکن رساندند میز افقی که مجهز به یک سری غلطک است توسط جکهای پنوماتیکی به سمت جلو رانده می شوند . بعد از انجام حرکت مجاز دوباره میز به پایین آمده و به عقب برمی گردد و همین حرکت تکرار می شود تا بدین ترتیب لوله ها به سمت درب خروجی هدایت شوند . لازم به ذکر است که کلیه تجهیزات فوق در زیر زمین کوره قرار گرفته اند .

سیستم سوخت واحتراق کوره (air combustion (gas pipe system &

سیستم گاز این کوره بدین صورت می باشدکه گاز طبیعی بعد از اینکه از فیلتر های مخصوص  گذرانده شد به نسبت 1به 11 با هوای احتراق مخلوط می گرددو توسط ونتیلاتورهای دمنده به مشعل های گاز رسانده میشود.ضمنا هوای احتراق از قبل با حرارت دود کشها داغ شده ومورد استفاده قرار میگیرد تا راندمان کوره بالا رود. همچنین با تغییر نسبت گاز به هوا می توان محیط کوره را احیایی یا اکسیدی نمود.

ایستگاه هیدرولیک , پنوماتیک وگریسکاری

تجهیزات فوق الذکر در زیر زمینی پایین تر از زیرزمین اصلی کوره قرار گرفته اند وهر کدام وظایفی را به عهده دارند.                                       

n            ایستگاه هیدرولیک که شامل یکسری پمپ های قوی است که که توسط لوله هایی با جکهای هیدرولیکی در تماس است ونیروی مربوط به انها را تامیین می کند.

n            ایستگاه پنوماتیک نیز با جکهای پنوماتیکی در ارتباط است ودر بعضی موارد هوای فشرده جهت خنک کاری را نیز تامین می کند.

n                            ایستگاه گریس نیز کار گریسکاری تجهیزات را بطور اتومات انجام می دهد مثل گریسکاری یاتاقانهای خارج از مرکز.

سیستم خنک کاری کوره

n                            خنک کاری به دو صورت انجام میشود : با اب وبا هوا

n            خنک کاری با هوای معمولی برای  زیر زمین کوره استفاده میشودواما با هوای فشرده برای خنک نگهداشتن دوربینها هنگامی که برای پایش وارد کوره میشوند.

n                            اما از خنک کاری با اب برای خنک نگه داشتن رولیکهای داخل کوره که دائم در حال چرخیدن هستنداستفاده می شود.

n                            اب مصرفی توسط لوله هایی با فشار معینی به محل رسانده وبعد از خنک کاری در کولین تاور هایی سرد میشوند.

نسوزهای مربوط به کوره

n            نسوز های این نوع کوره ها به دلیل پایین بودن دمای کاری از حسیاسیت بالایی برخوردار نیست.لذا از نسوز های معمولی استفاده می کنند.

n                            نسوز های کف کوره:از دو لایه بتن تشکیل شده که اولی بتن عایق ودومی شاموت از نوع ریختنی می باشد.

n            نسوز های مربوط به سقف:از نوع پشم سرامیک می باشد که تا دمای 1260 درجه تحمل دارد وتوسط نگهدارنده هایی به نام استات که از نوع فولاد گرمکار می باشد به سقف متصل میشود.

n            نسوزهای مربوط به بدنه که از سه لایه تشکیل شده است:لایه اول یک عایق دست ساز از سرباره ریخته گری بنام فنوپانل است به ضخامت حود 2 سانتیمتر.بعدی یک لایه بتن عایق ودر نهایت هم یک لایه اجر شاموتی بکاربرده شده است.

n                            نسوز مربوط به زونها هم ازنوع بتن 94% الومینا میباشد.

n                             

کابین فرمان

از داخل این کابین کلیه قسمتهااعم از نسوز های داخل ,الکترموتور ها ,اب هوا ,فشار ,پایش داخل کوره و...... امکان پذیر است.چون سیستم توسط برنامه های الکترونیکی (plc) کنترل وراهبری میشود.

 

«کوره های مقاومتی »

«مکانیزم کلی این کوره ها »

مکانیزم عملکرد این کوره ها بر اساس مقاومت الکتریکی کوره استوار است. المنتهای این کوره از آلیاژی با نقطه ذوب بالا و مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون بالا استفاده میشود. جریان الکتریسیته را با شدت جریان بالا از این المنت ها عبور می دهند و از حرارت ایجاد شده و کنترل شده جهت ذوب فلزات استفاده می شود . جهت تنظیم حرارت این کوره ها از یک سیستم کنترل کننده استفاده می شود که با ارائه درجه حرارت به دستگاه تلرانسی حرارتی که خود دستگاه دارد حرارات را با قطع و وصل کردن جریان برق کنترل می کند کمی کمتر یا کمی بیشتر از درجه حرارت مذکور شده به دستگاه.

«انواع کوره های مقاومتی»

الف) کوره های مقاومتی با گرم کنندگی غیر مستقیم

ب) کوره های مقاومتی با گرم کنندگی مستقیم

نوع الف: این نوع از کوره ها جریان برق هیچ ارتباطی با شارژ کوره ندارد یعنی حرارت توسط المنت های فنری شکل که دور بوته وجود دارد و جریان برق از آنها می گذرد که ابتدا به بوته و بعد از بوته به شارژ انتقال می یابد. این نوع کوره بر اساس جنس مقاومت به انواع زیر تقسیم می شوند.

1- کوره های مقاومتی با مقاومت فلزی جامد

در این نوع از کوره ها المنت های حرارتی بصورت مارپیچ (فنری شکل) به دور محفظه کوره پیچیده شده و حرارت ایجاد شده در اثر عبور جریان ، به فلز شارژ منتقل می گردد. جنس این المنت ها بیشتر از آلیاژهای نیکرم که تشکیل شده از نیکل کروم- و آهن می باشد و کرمل از کرم- آهن و آلومینیوم تشکیل شده است.

2- کوره های مقاومتی با مقاومت مایع:

در کوره های نوع «الف» حرارت ایجاد شده نسبتاً پائین (حدود 1200 الی 1300 درجه سانتیگراد) می باشد. لذا جهت ایجاد درجه حرارت بالاتر از کوره های با مقاومت بالاتری استفاده می شود. اکثر عناصر در حالت مایع هدایت الکتریکی کمتری دارند. لذا از این خاصیت جهت ذوب فلزات دیگر می توان بهره برداری کرد. به این صورت که مثلا در یک نمونه از این کوره ها از سیلیس مایع استفاده می شود. یعنی سیلیس مایع در بستر کوره واقع بر روی فلز شارژ تحت تاثیر عبور جریان الکتریکی قرار می گیرد و با ایجاد حرارتی که از انعکاس و انتقال به شارژ می رسد و شارژ مورد نظر ذوب می شود . که امروز در این صنعت استفاده چندانی ندارند.

3- کوره های مقاومتی گرافیتی:

بطور کلی این نوع کوره ها دارای میله گرافیتی می باشد که بر روی دو تکیه گاه قرار گرفته است. با عبور جریان الکتریسیته از این میله گرافیتی حرارت ایجاد می شود که باعث ذوب شارژ می شود. این میله های گرافیتی به مرور زمان مصرف می شود مصرف این الکترودهای گرافتی برای هر Kwh 1000 (کیلووات ساعت) جریان برق Kg 2 می باشد. اتمسفر ذوب در این کوره ها معمولاً خنثی بوده . یعنی ذوب در خلاء واقع می شود و بیشتر برای ذوب فلزات غیر آهنی و چدن ها مورد استفاده قرار می گیرد و در مواردی فولادها

نوع ب) کوره های مقاومتی با گرم کننده مستقیم

در این نمونه از کوره های مقاومتی . مقاوم مورد نظر که جریان برق از آن می گذرد همان فلز شارژ است که در اثر عبور جریان الکتریسیته با ولتاژ کم و جریان زیاد (آمپراژ زیاد) گرم شده و موجب ذوب آن می شود. از این نوع از کوره ها جهت ذوب فلزات کمتر مورد استفاده قرار می گیرد و بیشتر جهت گرم نگهداشتن فلزات استفاده می شود.جنس نسوز جداره ایرفکس H تنها عیب آن مصرف برق زیاد است . (سه فاز- تک فاز) و مخصوص عملیات حرارت    ( بر روی چدنها و فولاد انجام می گیرد.)

مزایا . آلودگی کم. کارکردن راحت تر نسبت به بقیه کوره ها و در موسسه های آموزش بزرگ و همچنین در دانشگاهها بزرگ جهت ذوب ، یا نگهداشتن ذوب استفاده میشود. و همچنین کار اصلی این کوره ها بهبود خواص مکانیکی در فلزات می باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نویسنده : هادی دانشمندی : ۱٢:٢٢ ‎ب.ظ ; سه‌شنبه ۳٠ آذر ،۱۳۸٩
Comments نظرات () لینک دائم