کوره ذوب
زیربنای صنایع سنگین هر کشور، صنایع ذوب فلزات آن می باشد. زیربنای صنایع ذوب نیز صنایع کوره سازی است. لذا از اینجا به معرفی انواع کوره و اهمیت صنایع کوره سازی توضیح داده خواهد شد.
بنابر تعریف یك كوره ذوب وسیله(واحدی) است كه قابلیت ایجاد حرارت لازم برای ذوب وزن معینی از فلز یا آلیاژ را با سرعت لازم و هزینه های قابل قبول دارد.
انتخاب کوره با توجه به هزینه، کیفیت فلز، نیازهای تولیدی و نوع آلیاژ تعیین می شود. انعطاف پذیری کوره در شرایط مختلف، برای انواع تولید مزیت محسوب می شود.
کوره ها از نظر کاربرد به سه گروه پیش گرم، ذوب و نگهدارنده و از لحاظ مصرف انرژی به دو دسته عمده ( سوخت فسیلی ، گرمایش الکتریکی ) تقسیم بندی می شوند. اما به طور كلی كوره های زیر در ریخته گری وذوب فلزات مورد استفاده قرار می گیرند:
* كوره كوپل
* كوره های بوته ای (یا زمینی از نوع ثابت و گردان)
* كوره های تشعشعی (یا روبادده از نوع ثابت و دوّار)
* كوره های قوس الكتریكی (از نوع مستقیم و غیر مستقیم)
* كوره های زیمنس – مارتین
* كوره های القائی (با فركانس كم وفركانس بالا ، همچنین هسته دار (كانالی ) و بدون هسته)
كوره های بوته ای یكی از متداولترین كوره هایی است كه از دیر باز در صنعت ریخته گری سنتی رواج داشته است و به علت سادگی ساخت ، ارزانی قیمت و سهولت شرایط كار آن تا به امروز در كلیه ریخته گریهای سنتی به عنوان یكی از كوره های اصلی ذوب فلزات و در كارخانه های متوسط و بزرگ به عنوان كوره های كمكی ارزش خود را حفظ كرده است. همانطورکه از نام آنها پیداست برای عمل ذوب از بوته استفاده می شود. حرارت در این کوره ها بیشتر از طریق هدایت به مواد موجود در داخل بوته انتقال می یابد.
قسمتهای مختلف كوره زمینی عبارتند از :
1- بدنه فلزی
2- صفحه فلزی كف كوره
3- دیواره نسوز
4- درب كوره
5- دستگاه دمنده هوا یا ونتیلاتور
6- فارسونگاه یا مشعل
7- زیر بوته ای
* قابليت ذوب فلزات مختلف
* فراوانی سوخت ( نفت- گازوئيل- مازوت …)
* اتلاف كم عناصر
* هزينه ساخت پايين
* سادگی كار با كوره
* راندمان پايين ۱۰- ۱۵ درصد
* ظرفيت كم
کوره القائی دستگاهی است الکتریکی که میتواند با عامل محرکه جریان متناوب به سیم پیچی که دور مواد ذوب شونده فلزی پیچیده شده آن را ذوب کند. این كوره ها دارای كویل مسی هستند كه در اثر عبور جریان الكتریسیته از آن ، موجب القای جریان الكتریكی بالایی در سطح فلز درون بوته می گردد ، این جریان الكتریسیته ، حرارت زیادی تولید می كند كه منجر به ذوب سریع فلز می شود. عبور جریان آب در كویل مسی ، باعث جلوگیری از ذوب شدن خود كویل می گردد.
این كوره ها از نظر فركانس برق مصرفی به سه كوره ، كم ، میان ، وپر فركانس ، و از نظر نحوه انتقال حرارت و ماهیت تبدیل انرژی الكتریكی به حرارت ، به دو گروه كوره های كانالی و كوره های بدون هسته تقسیم می شوند. محدوده فرکانسی عملیاتی کوره از ۵۰ هرتز تا ۴۰۰ کیلوهرتز یا حتی بیشتر میباشد.
کوره قوس الکتریکی (به انگلیسی: Electric Arc Furnace که به صورت مخفف EAF نامیده میشود)، شامل یک حمام بزرگ و کم عمق با لایه نسوز اسیدی یا بازی و الکترودهای کربنی بر بالای بستر ذوب می باشد.هنگامی که کوره با قراضه شارژ شد ، الکترودها پایین آورده می شوند و جریان الکتریکی برقرار می گردد.سپس الکترودها بالا می روند و قوس الکتریکی از الکترود به فلز برقرار و ذوب شدن آغاز می شود. دما در نزدیکی نوک الکترود به حدود c◦ ۴۱۰۰می رسد که قراضه را ذوب می کند.
ایران در زمره ششمین کشور توسعه یافته در بهره گیری از کوره ذوب با استفاده از تکنولوژی قوس الکتریکی قرار گرفت. تکنولوژی قوس الکتریکی در کوره های ذوب تنها در کشورهای چین، روسیه ، آمریکا ، برزیل و آفریقای جنوبی استفاده می شود. تکنولوژی قوس الکتریکی دارای این قابلیت است که سیلیکن تولیدی را در دمای بالا تولید کند.
کوره قوس الکتریکی (به انگلیسی: Electric Arc Furnace که به صورت مخفف EAF نامیده میشود)، شامل یک حمام بزرگ و کم عمق با لایه نسوز اسیدی یا بازی و الکترودهای کربنی بر بالای بستر ذوب می باشد.هنگامی که کوره با قراضه شارژ شد ، الکترودها پایین آورده می شوند و جریان الکتریکی برقرار می گردد.سپس الکترودها بالا می روند و قوس الکتریکی از الکترود به فلز برقرار و ذوب شدن آغاز می شود. دما در نزدیکی نوک الکترود به حدود c◦ ۴۱۰۰می رسد که قراضه را ذوب می کند.
* تولید بسیاری از گریدهای فولاد .
* میلگرد آجدار تقویت کننده بتن ، انواع مقاطع فولاد تجاری از قبیل ناودانی ، میله و تسمه .
* گریدهای میله با کیفیت مخصوص مورد استفاده در صنعت خودرو و نفت .
* منبع متداول تامین مذاب فولاد برای مینی میل های تولید کننده میله یا نوار ورق .
حرارت لازم برای ذوب شارژ در کوره زیمنس مارتین توسط گاز و یا سوختهای جامد نظیر ذغال سنگ ویا مایع تامین میشود. سوخت در دو محفظه احتراق که در دوطرف کوره زیمنس مارتین قرار دارند محترق شده و از طریق مشعل هایی به کوره زیمنس مارتین وارد می گردد . دو مشعل قرار گرفته در دو طرف کوره زیمنس مارتین با یکدیگر عمل نکرده بلکه یکی برای حدود ۱۵ تا ۲۰دقیقه کار کرده وسپس با متوقف شدن ان دیگری برای همین مدت کار می نماید واین عمل به تناوب تکرار می گردد .
* آهک
* کلسیم فلورید ( فلوئورین )
* بوکسیت ها
* آجرهای شکسته ی شاموتی
* سنگ آهن
* قراضه فولاد
* چدن خام
کوره کوپل متداولترین وسیله ذوب چدنهاست. بعد از کوره زمینی مرغوبترین چدن نسبت به کورههای دیگر از این کوره تهیه میشود. این کوره در ۴۰۳–۲۲۱ قبل از میلاد در چین برای اولین بار ساخته و مورد استفاده قرار گرفت.
کوره کوپل دارای مکانیزم عملکرد ساده بوده و بیشتر برای ذوب قراضه های چدنی استفاده می شود. همچنین نحوه کار این کوره با کوره بلند شباهت زیادی دارد. تفاوت آنها در این است که کوره بلند برای احیای سنگ معدن آهن استفاده می شود. این نوع کوره ذوب در اندازه های متنوع و با قدرت ذوب بین ١٠٠ کیلوگرم تا چند ده تن چدن وجود دارد .
کوره کوپل به طور ساده به دو بخش اساسی تقسیم می شود :
۱_ ساختمان اصلی که شامل بدنه فلزی، مواد نسوز، محل شارژ، ورودی هوا و خروجی مذاب می شود .
۲_ بخشهای جانبی که شامل محل توزین شارژ، تصفیه گازهای خروجی، پیش گرم هوا وریل شارژ می گردد .