بخشی از مقاله
*** به دلیل مشکلاتی در متن ، قیمت کاهش پیدا کرد ***
همزمان با آن دريچه تخليه بار را باز كرده و مذاب آهن باقيمانده را تخليه مي‌نمايند چفت دريچه كف را شل كرده، بايد زير آن را با يك قلاب بلند يا زنجير مي‌كشند معمولاً دريچه به علت وزن خوب به خود مي‌افتد در صورتي كه تمام بار كوره ذوب شده باشد فقط كمك بسترملتهب از دريچه ميريزد و در غير اين حالت آهن باقميانده ذوب شده نيز با آن ميريزد.
كوره‌هاي القايي
در حال حاضر انواع و اقسام كوره‌هاي الكتريكي جهت ذوب فلزات آهني و غيرآهني و انجام عمليات حرارتي ساخته و مورد استفاده قرار مي‌گيرد اين نوع كوره‌ها را مي‌توان به سه دسته اصلي 1- كوره‌هاي مقاومتي 2- كوره‌هاي قوس الكتريكي3- كوره‌هاي القايي
مكانيزم كار كوزههاي الكتريكي
با عبور جريان متناوب ازكويل مسي دور كوره ميدان مغناطيسي در داخل كويل بوجود مي‌آيد و اين ميدان مغناطيسي در اثر برخورد با سطح شارژ موجود در داخل كوره بسيار بوجود آمدن جريان الكتريكي را شارژ مي‌گردد.
جريان الكتريكي القايي با عبور از شارژ كوزه كه داراي مقاومت الكتريكي مي‌باشد سبب ايجاد حرارت ميشود.
در حقيقت كوره القايي را مي‌توان به عنوان يك مبدل جريان در نظر گرفت كه كويل كوره مدار اوليه و شارژ داخل كوره مدار ثانويه را تشكيل مي دهد لازم به ذكر است كه شارژ كوره بايستي هاي جريان الكتريسيته باشد كه در غير اينصورت گرمايي ايجاد نخواهد شد.
جهت جريان در كويل با جهت جريان در مذاب عكس يكديگرند كه باعث تلاطم ذوب در كوره‌هاي القايي مي شود با افزايش فركانس در كوره‌ها شدت تلاطم كاهش مي‌يابد بطوريكه در كوره‌هاي فركانس بالا حداقل تلاطم ذوب را مشاهده مي‌كنيم اين كوره‌ها جهت ذوب فولاد مناسب است زيرا كاهش تلاطم باعث كاهش ميزان اكسيداسيون سطحي مذاب فولاد مي‌گيرد.
در كوره‌ها بايستيم جديدتر دو نوع فركانس مي‌توانيم داشته باشيم بطوريكه در هنگام تلاطم بيشتر آلياژ سازي بهتر با فركانس پايين‌تر و در هنگام عدم احتياج با فركانس به تلاطم بالاتر مي‌تواند كار كند.
كوره‌هاي القايي هسته دارد
در كوره‌هاي كانالي اوليه با سيم پيچ كوره بدور يك هسته آهني لايه‌لايه كه كانال را احاطه كرده و به بدنه كوره وصل مي شود پيچيده شده كانال مي تواند به شكل u و v و w باشد.
در كانال‌گرها مستقيماً بر روي فلز اثر مي‌گذارد اما نيروهاي مغناطيسي باعث مي‌شوند كه فلز از كوره به داخل كانال و بالعكس جريان پيدا كند.
فلز در كانال به مقدار زيادي گرم ميشود درجه حرارت فلز در كانال حدود 100 درجه بيش از درجه حرارت فلز مذاب در كوره است.
اين نوع كوره شامل يك بوته دير گداز مي‌باشد كه يك كويل مسي با قابليت هدايت زياد به دور آن پيچيده شده است.
اين كويل با آب خنك ميشود حلقه‌هاي اين سيم پيچ يا فيبر شيشه و پنبه نسوز آزبست عايق شده‌اند اين لايه‌هاي عايق از اتصال كوتاه شدن جريان برق جلوگيري ميكند كوره‌هاي بدون هسته معمولاً بر مبناي فركانشان طبقه بندي مي‌شوند.
تقسيم بندي كوره‌هاي القايي از لحاظ فركانس
فركانس پايين- فركانس متوسط- فركانس بالا- فركانس متعدد
كوره‌هاي القايي با فركانس پائين
چنانچه از نام آن پيداست اين فركانس همان فركانس شبكه است از فركانس شبكه به عنوان ارزانترين راه براي نصب كوره استفاده ميشود در اين حالت بوجود مبدل فركانس نيازي نيست.
براي بار كوره فقط يك ترانسفور ماتور مورد نياز مي‌باشد چنين كوره هايي 3 يا 9 برابر فركانس شبكه كار مي‌كنند.
فركانس متوسط
فركانس برق القاء شده در اين كوره‌ها بين 500 الي 1000 هرتز مي باشد بنابراين داراي هزينه راه‌اندازي اوليه بيشتري نسبت به كوره‌هايي با فركانس شبكه بوده است.
ظرفيت چنين كوره‌هايي از جنبه كيلوگرم تا حدود 10 تن متغير مي‌باشد.
كار با اين كوره‌ها ساده بوده و سرعت ذوب آن زياد مي‌باشد اين كوره‌ها را مي‌توان بدون نياز به مذاب اوليه از حالت سرد به كار انداخت. اين كوره‌ها بيشتر جهت تتهيه چدن‌ها و فولادهاي مخصوص در مقادير كم بكار مي‌رود.
كوره‌هاي القايي با فركانس بالا
در فركانس 1000 هرتز و بالاتر معمولاً از اصطلاح فركانس زياد استفاده ميشود برق از يك منبع 3 فاز تامين ميشود.
فركانس متعدد
اين نوع كوره‌ها معمولاً داراي 3 فركانس متفاوت بوده و داراي مزاياي هر دو كوره القايي با فركانس شبكه و متوسط مي‌باشد. استفاده از اين كوره‌ها براي كارگاههاي ريخته‌گري كوچك و متوسط مناسب مي‌باشد.
انتخاب فركانس
بهترين عاملي كه در امر فركانس اثر مي‌گذارد عمق نهرد مي‌باشد.
جريان القايي فقط در لايه سطحي سيم پيچ و در اطراف سيم پيچ آن ايجاد ميشود.
نكته: بار زياد فركانس، عمق نفوذ كاهش پيدا ميكند.
مزايا
1- كار با اين كوره‌ها ساده مي‌باشد .
2- ذوب در اين كوره‌ها بدون ايجاد سر و صدا و آلودگي انجام مي‌گيرد برخلاف كوره قوس.
3- تركيب مذار در اين كوره‌ها به علت تلاطم ايجاد شده در اثر ميدان مغناطيسي كاملاً هموژن گشته و همچنين ميزان از دست دادن عناصر نيز كم است.
4- به علت اساس كار كوره‌هاي القايي و ععدم وجود اتمسه احتراقي انجام عمل ذوب در اتمسر خنثي يا خلاء با استفاده از اين كوره‌ها امكان پذير است.
5- راندمان حرارتي اين كوره‌ها بالاست.
6- سهولت افزودن عناصر آلياژي
معايب
1- پيچيدگي دستگاهها براي كوره‌هاي القايي با فركانس متوسط قيمت اوليه نسبتاً بالايي را ايجاب ميكند.
2- بدليل وجود تلاطم و نيز سرد بودن مذاب در سطح فوقاني ايجاد شرايط مناسب در سرباره به منظور تسويه مذاب امكان پذير نيست به همين دليل اين كوره‌ها را بيشتر مي‌توان براي مذاب بعضي از فولادهاي آلياژي كه نياز به مرحله تسويه ندارند بكار برد.
3- پل زدن: اين پديده در صورتي كه يك شارژ بزرگ به كوره اضافه شود و برنز ذوب شده و دربالاي كوره شارژ سرد مي‌ماند، رخ مي‌دهد كه حتي باعث انفجار كوره ميشود.
اجزاي كوره‌هاي القايي
بطور كلي از سه بخش اصلي تشكيل شده است:
1- بدنه كوره كه تشكيل شده است بوته ذوب و كويل مسي كه بصورت حلقوي و مارپيچ در اطراف آن قرار گرفته است.
كويل بصورت دوجداره ساخته ميشود و از يكي از جداره‌ها الكتريسيته و برق و از ديگر آن جريان مي‌يابد.
دو سر كويل به منبع انرژي الكتريكي و سيستم خنك كننده كويل متصل مي گردد. در داخل بوته لايه آزبستي بر روي كويل قرار گرفته و روي آن لايه خاك نسوز كوبيده ميشود.
2- منبع انرژي كه واحد تغذيه الكتريكي كوره‌هاي القايي مي‌باشد كه متشكل از تابلوهاي مدار فرمان و ترانسفور ماتور و خازن‌هاي مختلف مي‌باشد و انرژي لازم جهت ذوب را فراهم ميكند.
3- تاسيسات خنك كننده، متشكل از برجهاي خنك كننده است و متناسب با ظرفيت و نوع كوره طراحي مي‌شوند ووظيفه آن خنك كردن آب جريان يافته در كويل و تابلوهاي برقي كوره مي‌باشد.
موارد ايمني و مراقبت
1- عايق كاري الكتريكي: حلقه‌هاي كويل نسبت به هم بايد عايق كاري شوند تا از احتمال بروز جرقه ناشي از اتصال كوتاه كه ممكن است منجر به سوراخ شدن كويل گردد جلوگيري شود.
اين موارد مي بايست تا 250 درجه مقاومت نشان داده و در غير اينصورت سوختن اين مواد و تبديل آنها به مواد هيدروكربني خود مي‌توانند مثل هادي عمل كرده و موجبات اتصال كوتاه دو حلقه از كويل را بوجود آورد.
2- خنك كردن كويل
سطح مقطع كويل از دو قسمت پروفيل توپر جهت انتقال جريان الكتريكي و قسمت ديگر جهت عبور جريان آب براي خنك كردن كويل كه ناشي از انتقال حرارت ذوب مي‌باشد سيم آب خنك كننده كوره بسته ميشود كه آب گرم شده دور كويل‌ها بوسيله پمپ ها و رادياتورها خنك مي‌گردد و مجدداً دور كويل و ديگر تأسيسات برقي كوره به جريان درمي‌آيد به منظور كاهش رسوب دو جداره داخلي كويل مسي كه در نتيجه پايين آمدن انتقال حرارت ديواره كويل را به همراه دارد بهتر است كه آب مدار بسته كويل از آب مقطر انتخاب شود.
3- اندود كردن سطح كويل
ضمن محافظت كويل در مقابل نفوذ ذوب و شوك‌هاي حرارتي به عنوان يك صفحه لغزشي نيز بين كويل و جداره نسوز عمل كرده و مانع انتقال فشارهاي ناشي از انبساط و انقباض جداره كوره به كويل ميشود.
جنس اين لايه خميري از خانواده سيمان نسوز يا مخروطي از 70% پودر سيلين و 30% آلومينات كلسيم مي‌باشد ضخامت اين لايه از 3 تا 9 mm متغير است و خشك كردن لايه اندود مي‌بايست آهسته در جريان‌هاي هواي طبيعي و يا گرماي حاصل در گرم خانه و يا لامپ‌هاي حرارتي انجام گردد تا از ايجاد ترك در سطح لايه جلوگيري شود.
2- عايق كاري حرارتي:بمنظور جلوگيري از انتقال شديد حرارت از مذاب هب كويل بوسيله ورقه‌هايي از ميكا و آزبستهاي پارچه اي و مقوايي استفاده ميشود.
جداره يا ديدگدازه‌ها: جداره‌هاي نسوز و دير گداز مي‌توانند بصورت بوته‌هاي پيش ساخته و يا جرم هاي كوبيدني باشند اين جرم‌هاي كوبيدني متناسب با ظرفيت كوره، نوع مذاب و درجه حرارت آن انتخاب ميشود جرم‌هاي كوبيدني بايد مشخصات زير را دارا باشند:
1- به راحتي قابل نصب باشد 2-پس از كوبيدن از دانسيته بالا و يكنواختي برخوردار باشد حداقل جدابش در دانه بندي و لايه لايه شدن را پس از كوبيدن دارا باشند. 3- از زمان زنيتر پايئني باشند. 4- فوق گداز بالا احتياج نداشته باشد. 5- مقاومت در دماي بالا داشته باشد. 6- حداقل تغييرات ابعادي در اثر انقباض و انبساط را داشته باشد. 7- در مقابل عوامل خورنده مذاب مقاومت مطلوب داشته باشد.
انواع دير گدازه‌ها
1- دير گدازه سيليسي يا اسيدي بهترين ديرگداز جهت ذوبچدن مي‌باشد كه البته مي‌توان جهت ذوب فولادهاي ساده كربني و كم آلياژ و همچنين فلزات رنگي نيز استفاده مي شود از لحاظ خاك نسوز سيليسي بايستي به گونه‌اي باشد كه حداكثر تراكم پذيري را ايجاد نمايد بطوري كه قبل و بعد از كوبيدن 7/1 و 2/2 كيلوگرم بررسي متر مكعب برسد.
به منظور پايين آمدن نقطه ذوب سطحي دانه‌هاي سيليسن و اتصال آنها به يكديگر جهت بدست آوردن جداره يكپارچه از مواد كمك ذوب نظير اسيد بوريك 1 تا 2درصد و يا اكسيد بور از 4% تا 1% استفاده ميشود.
پس از پخت جداره نسوز سيليسي سه لايه در جداره قابل تشخيص است.
1- لايه زنيتر شده: در اين لايه كه با ذوب در تماس است كوارتز به كريستو بالست تبديل شده و به دليل تركيب شدن با كسيدبر بصورت فاز شيشه‌اي درآمده است.
2- لايه پخته شده: در اين لايه كوارتز با فاز شيشه‌اي ناشي از تركيبات اكسيد بر به يكديگر چسبيده ولي بحالت زنيتر كامل در نيامده و از استحكام محكمتري بست به لايه اول برخودار است.
3- لايه نپخته: اين لايه بين سطح دوم و لايه كويل قرار دارد در اين لايه بهدليل پايين بودن درجه حرارت تغييرات فازي بوجود نيامده و از استحكام كمي برخوردار است در حين كار با كوره سطح اول در حال عقب نشيني است كه پس از مدتي لايه سوم در موقعيت لايه دوم قرار مي‌گيرد و در اين حالت ضخامت جداره به حداقل خود مي‌رسد و به خاك جديد نياز است.
ديرگداز آلومينا خنثي: پايه اصلي آن AL203 و نمونه‌هايي از آن تحت عنوان سيليمانيت و خاك چيني و موليت و بوكسيت و كراندم قابل ذكر است . دير گداز آلوميناي مصرفي در جداره
كوره القايي قالباً از هيدراته كردن بوكست بدست مي‌آيد الوميناي مصرفي در جداره كوره القايي از 80% اكسيد آلونيوم برخوردار است و از مقاومت حرارتي بالاتري نسبت به خاك سيليسي برخوردار است ولي قيمت بالاتري نسبت به آن دارد اين دير گداز از نظر ميل تركيبي و خواص شيميايي خاصيت خنثي دارد و در مقابل سرباره‌هاي اسيدي و بازي مقاوم است به همين دليل براي ذوب چدن و فولاد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
ديرگداز منيزيتي يا بازي
اين ديرگداز از دانه‌هاي متبلور منيزيومي تشكيل شده است اشكال بزرگ اين ديرگداز ضعف آن در برابر شوك هاي حرارتي است و در كوره‌هايي كه زياد روشن و خاموش ميشود توصيه نمي‌شود و مورد مصرف آن در كوره‌هاي فولادسازي مداوم مي‌باشد مثل فولادهاي ضد سايش كروم بالا و فولادهاي آسني منگزدار و فولادهاي نسوز و زنگ نزن مي‌باشد.
كوره‌هاي قوس ذوب الكتريكي
ابداع اين روش مبتني بر اين بود كه مي‌توان برايذوب فلزات از قوسي كه بين الكترودها زده ميشود استفاده كرد.
اساس كار كوره‌هاي قوس
شارژ كوره با استفاده از جرثقيل‌هاي آهن ربايي يا توسط سبهايي كه كف آنها چند تكه است صورت مي‌گيرد.
چيدن شارژ درون كوره
غراصه‌هاي سنگين به ته كوره رفته و قراضيه هاي كسب و تراشه‌ها روي آنها را مي پوشاند در نتيجه الكترود بدون اينكه آسيبي ببيند در داخل بار فرو رفته و نسوز سقف از تشعشع حرارتي بالا محافظت مي كند.
لازم به ذكر است كه قبل از اينكه غراضه در كوره شارژ شود مواد كربن را مانند كك و الكترودهاي شكسته در ته كوره قرار گرفته تا جوشش به دليل وجود كربن زياد در كوره حاصل شود مواد سربازه‌اي اكسيدي مانند اكسيد آهن و سننگ اهك را مي‌توان در سبد شارژ يا بهمراه مواد كربن را به كوره افزود.
