همه چیز در مورد اجزای کوره القایی و انواع آن

اجزای مختلف کوره القایی

قسمت ها‎ و اجزای کوره القایی عبارتند از: بوته، تاسیسات الکتریکی، تاسیسات خنک کن، تاسیسات حرکت بوته، محل استقرار کوره، تاسیسات تهویه.

1.  بوته: در برگیرنده قسمت های کوچکتری به نامه اسکلت فلزی کوره، کویل، جداره نسوز، پلات فرم، هسته ترانسفورمر، بوغها.
2. تاسیسات الکتریکی: شامل دژنکتور، سکیونر، خازنها، چوکها، کلیدهای کولر، مکنده ها، ترانسفورماتور، مبدل فرکانس و تابلوهای کنترل. استفاده از میدان مغناطیسی برای ایجاد جریان در هسته سیم پیچ و عبور جریان از یک سیم پیچ، اساس کار کوره القایی را شکل می دهد. در کوره القایی از حرارت ایجاد شده توسط تلفات فوکو و هیسترزیس، جهت عملیات حرارتی از قبیل ذوب فلزات استفاده می شود.

از دیگر مزیتهای دیگر کوره القایی می توان به دقت زیاد برای گرم کردن، حرارت دادن نواحی سطحی در طی پیشرفتهای بعدی اشاره نمود. در گرمایش القایی به منبع خارجی گرم کننده نیاز نیست و در عین حال میزان تلفات گرمایی کاهش می یابد. در این شیوه به تماس فیزیکی بار و کویل نیاز نیست نبوده و چگالی توان بالا در مدت زمان گرمایش کم، به آسانی قابل دسترس است. در گذشته کوره های القایی بطور مستقیم از شبکه قدرت تغذیه می کردند که این امر موجب در استفاده از توان الکتریکی جهت عملیات حرارتی، یک گام موفق بود.

میزان تلفات فوکو و هیسترزیس با فرکانس رابطه مستقیم دارند این در حالی است که ابعاد کویل کوره القایی با بالا رفتن فرکانس کمتر می شود. بعدها مهندسین برای تغذیه کوره القایی در فرکانسهای بالاتر از فرکانس شبکه قدرت استفاده نمودند که ابتدا استفاده از فرکانس های دو برابر و سه برابر که از هارمونیکهای دوم و سوم بدست می آمدند، کاربرد داشت.

 

تقسیم بندی سیستم کوره القایی

اجزای کوره القایی را از لحاظ سیستم قدرت می توان به چهار دسته اساسی تقسیم بندی کرد که عبارتند از:

 

•  سیستم های منبع کوره القایی (Supply Systems)

در سیستم های منبع کوره القایی، فرکانس کار آنها بین 50 تا 60 هرتز و 150 تا 540 هرتز است که هیچ الزامی برای تبدیل فرکانس نیست و با توجه به فرکانس کار، ‌عمق نفوذ جریان افزایش پیدا می کند و حدود 10 تا 100 میلیمتر می باشد. میزان توان لازم تا حدود چندین صد مگا وات نیز افزایش پیدا می کند.

 

•  سیستم های موتورـ ژنراتور کوره القایی

فرکانس در سیستم های موتوری ـ ژنراتوری بین 500 تا 10 کیلو هرتز است که تبدیل فرکانس در آنها ضرورت دارد. این عمل را ژنراتورهای کوپل شده با موتورهای القایی بر عهده دارند. علاوه بر این، در این نوع سیستم، منبع توان و نیرو، ماشین های 500 کیلو وات بوده که جهت تامین نیروی بالاتر، از سری کردن ماشین ها استفاده می شود. به علت بالاتر بودن فرکانس، عمق نفوذ در این سیستم ها کمتر از سیستم ها منبع و در حدود 1 تا 10 میلیمتر است.

 این هارمونیک ها بر خلاف طبیعت مخرب خود در این نوع کاربرد، مفید است به گونه ای که با پایین بودن راندمان در استفاده از هارمونیک های فوق، طراحان روش دیگری را استفاده در این مرحله سیستم موتورـ ژنراتور در پیش گرفته اند که با استفاده از آن می توان فرکانس تغذیه را تا صدها هرتز افزایش داد. افزایش فرکانس در کوره القایی باعث کاهش عمق نفوذ جریان القایی می گردد. در عملیات حرارتی سطحی که سختکاری سطح فلز، مورد نظر می باشد از کوره القایی با فرکانس بالا استفاده می شود. با ورود عناصر نیمه رسانا از قبیل تریستورها، ترانزیستورها و موسفت ها به حیطه صنعت محدودیت فرکانس و عدم تغییر آن، در تغذیه کوره ها بر طرف گردید.

 

 سیستم های مبدل نیمه هادی کوره القایی

در این سیستم ها فرکانس در محدوده HZ 500 تا KHZ‌100 بوده و تبدیل فرکانس به طریق گوناگونی انجام می شود. در این سیستم ها سوئیچ های نیمه هادی کاربرد دارد و توان مبدل بسته به نوع کاربرد آن تا حدود MW 2 می رسد.

 

 سیستم های فرکانس رادیویی کوره القایی

فرکانس کار در این سیستم در محدوده KHZ 100 تا MHZ 10  است که برای عمق نفوذ جریان بسیار سطحی، در حدود 1/0 تا 2 میلیمتر کاربرد دارد و در آن از روش گرمایی متمرکز با سرعت تولید بالا قابل استفاده می باشد.

 

تاسیسات خنک کن کوره القایی

تاسیسات الکتریکی اجزای کوره القایی از قبیل ترانسفورماتور، خازن ها، تابلو مدار فرمان و کلیدهای فشار قوی، می توانند در محدوده زمانی خاصی کار کنند و اگر از حد معینی گرمتر شوند، موجب ایجاد مشکلاتی در کوره القایی می شود. به همین دلیل خنک کردن این تاسیسات یک نکته حیاتی که می تواند با فن، ارکاندیشن یا کولرگازی صورت گیرد.

 

کویل و بدنه کوره در کوره القایی، پوسته اینداکتور، پوسته خنک کن و گلویی کوره در کوره های کانال دار نیز باید با آب خنک شوند. برخی از اجزای کوره القایی کوچک کانال دار به گونه طراحی می شوند که تمام قسمت های فوق الذکر یا قسمتی از آن با هوا خنک می گردد و دارای تاسیسات خاصی از قبیل مبدل های حرارتی، پمپ، برج خنک کن و ... می باشند.

تاسیسات حرکت بوته کوره القایی

تاسیسات حرکت بوته جهت کوره القایی بزرگ هیدرولیکی و همچنین کوره القایی کوچک مکانیکی یا هیدرولیکی می باشد که دربرگیرنده جک های هیدرولیک، شیرها، فیلترها، پمپ هیدرولیک، مخزن روغن، دیگر تاسیسات هیدرولیک، میز فرمان هیدرولیک، سیستم های چرخ دنده ای دستی یا چرخ دنده ای موتوردار است.

محل استقرار کوره القایی

محل استقرار اجزای کوره القایی شامل اتاق محل استقرار بوته، فونداسیون، چاله تخلیه اضطراری، محل استقرار تاسیسات الکتریکی کوره القایی، هیدرولیکی و خنک کن و محل استقرار تابلو های مدار فرمان، تابلوی کنترل مدار آب و میز فرمان هیدرولیک می باشد.

 

 تاسیسات تهویه کوره القایی

تاسیسات دوده و غبارگیر (تهویه)، بخصوص در کوره القایی بزرگ از تاسیسات مهم کوره محسوب می شود که شامل انواع مختلفی می باشد که عبارتند از:

 

1. کوره القایی فرکانس بالا؛ بوته ثابت (kg 500)
2. کوره القایی فرکانس متوسط با هسته
3. کوره القایی فرکانس پایین بدون هسته
4. کوره القایی ذوب در خلاء

نحوه عملکرد کوره القایی

کوره القایی نسبت به کوره های سوخت فسیلی از مزایای بیشتری نسبت به انواع قبلی، تمیزی و تلفات گرمایی کمتر و ... برخوردار می باشد. در کوره های غیر القایی، اندازه کوره بسیار بزرگ بوده و زمان راه اندازی و خاموش کردن آنها نیز طولانی و خسته کننده است. از نظر افزایش و تقلیل مصرف انرژی، کوره القایی نسبت به سایر کوره ها در ظرفیتهای مختلف قادر به ذوب از 15 کیلوگرم تا چندین تن می باشد و در آن هیچگونه فعل و انفعالی شیمیایی که موجب افزایش ناخالصی و تغییرات ترکیبی مذاب شود، وجود ندارد. همچنین از آنجا که از الکترودها استفاده نمی شود، نسبت به کوره های قوس الکتریک امکان ورود ناخالصی های مواد از طریق مکانیکی نیز وجود دارد. این امر موجب شده تا این نوع کوره از نظر توزیع حرارت و کنترل ترکیب مطلوب باشد و از نظر مسائل الکتریکی، هیچ محدودیتی برای افزایش درجه حرارت ندارد.

اجزای کوره القایی حرارت لازم جهت ذوب فلز بوسیله ایجاد جریان القایی حاصل از یک میدان الکترو مغناطیسی با فرکانس کم یا زیاد را دارد که جریان برق از یک شبکه یک مدار اولیه هدایت می گردد و یک میدان مغناطیسی غیر دائمی ایجاد می نماید. میدان مغناطیسی غیر دائمی نیز به نوبه خود یک نیروی الکتروموتوری برای کوره القایی ایجاد می نماید که این نیرو شدت جریان نامنظمی به داخل کوره القایی ارسال می نماید. نتیجه آن گرم شدن ژول فلز داخل کوره القایی می باشد.

قطر بار کوره القایی(d) که در میدان مغناطیسی قرار می گیرد باید یک حد مینیمم داشته باشد و قطر بار کوره القایی باید بزرگتر از نصف طول موج باشد تا بتواند انرژی الکتریکی تبدیل شده به انرژی حرارتی برای ذوب بار داخل کوره القایی را تامین نماید. به عبارت دیگر، باید کوره القایی فرکانس کم  مساوی با شارژ با قطر بزرگ و کوره القایی فرکانس زیاد مساوی شارژ با قطر کوچک باشد.

این مسئله در کوره القایی با فرکانس کم ممکن است موجب ایجاد برخی مشکلات شود زیرا بار کوره باید از قطعات درشت انتخاب شود. داخل کوره القایی بواسطه ماده دیرگدازی احاطه شده که منطقه ذوب کوره را تشکیل می دهد (به این منطقه نقطه ذوب گفته می شود) اطراف بوته توسط لوله های مسی بطور مارپیچ احاطه شده است.

قطعه کویل مسی جریان القایی (معمولا 1000 تا 30000 سیکل بر ثانیه) را بر روی فلز و یا مذاب محتوی بوته اعمال می نماید. با عبور جریان القایی از کویل مسی و القاء آن در سطح فلز درون بوته، جریان الکتریکی بالایی در سطح فلز به وجود آمده که این جریان تولید، باعث  ذوب فلزات می گردد. در جریان کار کوره القایی آب در داخل کویل مسی در جریان است که از ذوب فلز تا حد امکان جلوگیری می شود.

با حرارت دیدن بار کوره القایی مسئله «اثر کناره های» بوضوح قابل مشاهده می شود که موجب شود تا بازده تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی در کناره کوره القایی و بار بیش از سایر قسمتهای آن می شود. این امر در نتیجه ایجاد حرکت در حمام، به انتقال حرارت در کوره القایی کمک کرده و بازده ذوب را افزایش می دهد. در کوره القایی به علت قدرت یاد، سیم پیچها گرم شده بار به سرعت عملی شده و زمان ذوب تا حد زیادی کاهش پیدا می کند که اتلاف حرارتی در کوره القایی را تنزل می دهد.

 

کوره القایی فرکانس بالا

اجزای کوره القایی کانالی (هسته دار) نیز در سطح وسیعی در صنایع ریخته گری کاربرد دارد. در کوره القایی کانالی کویل القاء کننده در داخل حمام مذاب (در قسمتی محدودی از بوته) قرار می گیرد. از آنجا که بر هم خوردن مذاب در اثر ایجاد جریان القایی، تنها به منطقه ای در اطراف کویل القاء کننده محدود می شود و تحت چنین شرایطی، در صورت افزودن مواد جامد فلزی (شارژ یا عناصرآلیاژی) ذوب و جذب شدن آنها نمی تواند به خوبی انجام گردد، کوره القایی کانالی، بیشتر بعنوان محافظ مذاب و افزایش دادن فوق ذوب مورد استفاده قرار می گیرد.

کوره القایی با فرکانس بالا در برگیرنده یک ژنراتور با قدرت 5 تا 1000 KW است که فرکانس معمولی را به 10000 KW نیز افزایش می دهد. ساخت کوره القایی با فرکانس کم، تفاوت چندانی ندارد که برای تامین انرژی و فرکانس باید ژنراتورها و ترانسفورماتورها قوی استفاده شود که ظرفیت آنها کم و محدود می باشد و حداکثر از 35 کیلوگرم الومینیوم تجاوز نکند.

کوره القایی با فرکانس بالا عموما از سیستم یک فاز تغدیه می شوند و یک خازن و ژنراتور برای عرضه راندمان انرژی در سیستم 3 فاز در آنها مورد استفاده قرار گرفته است. بوته ها و مواد نسوز در داخل کوره القایی باید 2 پارامتر متضاد را در بربگیرد. همچنین به منظور انتقال جریان و القاء باید نازک و از قابلیت انتقال برخوردار باشند و به اندازه کافی ضخامت داشته باشند که معمولا این ضخامت را 8 درصد قطر بوته منظور می نمایند.

 

کوره القایی فرکانس پایین

کوره القایی با فرکانس پایین از مولد یا ژنراتور با فرکانس بالا بی نیاز است و به همین دلیل از نظر اقتصادی به صرفه می باشد که به طور وسیعی در صنایع ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرد. کوره القایی فرکانس پایین دارای دو جفت کویل مسی القایی است که ظرفیت آنها حدود 100 تا 2500 کیلوگرم آلومینیوم می باشد. سیم پیچ های کویل مسی که در آنها آب جریان دارد، به عنوان کانال مهم انتقال جریان برق به حرارت می باشد. در کوره القایی بویژه کوره های با فرکانس پایین، باید در بوته مقداری مذاب نگهداری شود تا در مراحل افزودن شارژ جامد به مذاب شارژ با سرعت زیادی انجام شود. زمانی که کوره القایی، فرکانس پایین را از مذاب تخلیه می نماید، ممکن است نیازمند تعمیر باشد.

کوره القایی با فرکانس پایین، عموما بصورت ناودانی ساخته می شوند. کوره القایی فرکانس پایین یک هسته (مداراولیه) بسته ای دارد که ناودان حمام مذاب (مدار ثانویه) به صورت حلقه ای دور این هسته قرار گرفته است. تعداد ناودانها می تواند بین 1 تا2 عدد باشد. در کوره القایی فرکانس پایین، شاهد افزایش تلاطم مذاب هستیم. چرا که هر چه فرکانس کاهش یابد، تلاطم افزایش می یابد. از همین رو، افزایش شارژ و مواد کمکی در کوره القایی فرکانس پایین به آسانی انجام می شود. در نتیجه کوره القایی فرکانس پایین را می توان برای ذوب، نگهداری مذاب و افزایش فوق ذوب مورد استفاده قرار داد.

 

کوره القایی بوته ای در خلاء

عموما برای ذوب فولاد روشهای زیادی وجود دارد که یکی از انواع آنها را می توان ذوب در کوره القایی بوته ای در خلاء نامید. کوره های بوته ای ذوب و پاتیل هر دو در داخل محفظه خلاء قرار می گیرند. در کوره القایی غلیان حمام مذاب سبب می شود تا عمل گاز زدایی بخوبی انجام شود. در این امر ممکن است مشکلاتی نیز رخ دهد:

 

1. عایق کردن سیم ها و مدار اولیه ایجاد اتصال می نماید.
2. گاز های درونی مواد نسوز نیز به بیرون کشیده می شوند.
3. هادی های الکتریکی و عایق بندی آنها ایجاد اشکال می نمایند.

 

سه مورد فوق مجوب کاهش ظرفیت و گنجایش کوره القایی بوته ای می شود. کوره القایی بوته ای اکثرا برای تهیه آهن خالص و فولادهای آلیاژدار عالی در آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند. در صنعت به علت بالا بودن هزینه تولید، از این نوع کوره ها بطور گسترده استفاده نمی شود. فولاد تولید شده در کوره القایی بوته ای به علت خالص بودن (گاز و اضافات کمتر) جز بهترین فولادها به شمار می روند. عملیات ذوب در فشارهای پایین بین 5 تا 10 می باشد. با ذوب در خلا، میزان اکسیژن به سرعت کاهش پیدا می کند. اگر مقدار ازت بالا باشد به علت وجود داشتن عناصری نظیر آلومینیوم ـ کرم و تیتان به آهستگی تنزل می یابد.

حرکت حمام مذاب کوره القایی

 میدان الکترومغناطیسی در داخل مذاب، موجب ایجاد یک نیرو شده که حمام مذاب را حرکت می دهد. این امر باعث پخش عناصر آلیاژی در داخل مذاب می شود که به تبع آن، ترکیبات و دما نیز یکسان می گردد. عیب حرکت حمام در این است که دیواره های کوره القایی در اثر چسبیدن مذاب هر روز ضخیم تر شده و در اثر سرد بودن سرباره و حرکت حمام مذاب در بالای کوره القایی، موجب ایجاد یک گنبد از مذاب می شود. ارتفاع این گنبد با فرمول زیر حاصل می شود:

 

• h=3.16/(p.f)1/2 χ N χ 1/Ϋ

h = بلندی گنبد

Ϋ= وزن مخصوص kg/m3

f = انرژی وارده بر سطح kw/cm2

N = نیروی الکتریسیته در واحد سطح kw/cm2

P = ضریب هدایت مخصوص بر حسب امگامیلیمتر مربع بر متر

 

به هر میزان که فرکانس کوره القایی کمتر باشد، به همان نسبت نیز ارتفاع گنبد تشکیل شده افزایش پیدا می کند. ارتفاع گنبد نباید از حد ماکزیمم تجاوز کند، از اینرو باید در کوره القایی با فرکانس کم، مقدار N کم نگه داشته شود. به منظور جلوگیری از تشکیل گنبد در کوره القایی با فرکانس بالا، کوره ها را تا 25 درجه مایل حفظ می نماید که این امر موجب خوردگی زیاد جداره کوره القایی می گردد. در صورتی که در چنین کوره هایی، گنبد تشکیل شده به علت مایل بودن کوره القایی مقدار زیادی سرباره لازم خواهد بود.

 

 

عوامل دخیل در عملکرد کوره القایی

مهمترین عوامل موثر در بالا بردن راندمان کاری اجزای کوره القایی عبارت اند از: اپراتوری صحیح، اجرای دقیق برنامه تعمیر و نگهداری کوره القایی، وضعیت جداره نسوز و شارژ مناسب.

 

1.  اجرای دقیق برنامه تعمیر و نگهداری کوره القایی

کوره القایی به توجه نوع سیستم خنک کن، به نوع آن (بدون هسته و کانال دار)، ظرفیت آن، مقدار فرکانس، سیستم حرکت بوته و نوع جداره نسوز، برنامه تعمیر و نگهداری آن به شکل های متفاوتی انجام می شود که باید با دقت تمام انجام شود.

 

1. شارژ مناسب کوره القایی

کوره القایی بدون هسته ذوب القایی با فرکانس پایین تر از 250 هرتز نمی توان تمام ذوب خود را تخلیه کند زیرا باید زمان شارژ بعدی کوتاه تر شود. از آنجا که ذوب در کوره القایی بدون هسته وجود دارد، لذا مواد شارژ باید عاری از روغن و رطوبت باشند. در غیر اینصورت، احتمال خطر پاشش ذوب و قطعات شارژ جامد به بیرون از کوره القایی افزایش پیدا می کند. همچنین وجود روغن و دیگر مواد آلی موجب ایجاد دود در کارگاه می گردد.

 

 سرد بودن سرباره نسبت به ذوب در کوره القایی، این کوره ها را در امر احیای مواد اکسیدی ناتوان می کند  و در عین حال موجب ناتوانی کوره القایی در تحمل مقدار زیاد مواد اکسیدی، خاک و سرباره می شود. وجود مقادیر زیاد مواد غیرفلزی و غیر آلی موجب ایجاد پل بالای ذوب بویژه در زمان سرد بودن ذوب می گردد. این امر باعث ایجاد مشکلات دیگری در نحوه عملکرد کوره القایی می شود. از سوی دیگر، اندازه و ابعاد نامناسب شارژ نیز می تواند بطور مستقیم به جداره کوره اسیب وارد نماید و در ایجاد پل روی ذوب کمک کند.

 

 

 اپراتوری صحیح کوره القایی

چرخش و تلاطم ذوب در کوره القایی بدون هسته به خصوص با فرکانس های پایین تر باعث می شود تهیه ذوب با آنالیز معین و همگن و درجه حرارت مشخص و یکنواخت، بسهولت انجام می شود. به منظور افزایش راندمان کوره القایی، باید مجموعه ای از اصول و تکنیک ها رعایت شود که عبارتند از: انتخاب شارژ مناسب، دمای صحیح ذوب در مراحل مختلف، فرآیند تهیه ذوب، شارژ کوره القایی به روش صحیح، اضافه کردن مواد آلیاژی و دیگر مواد افزودنی در زمان های صحیح و مقادیر معین، توجه به تابلو های مدار فرمان وابزار و وسائل هشدار دهنده و توجه به مسائل ایمنی و  ... می تواند در حفظ کوره القایی موثر واقع شود. یک نکته مهم اینکه با توجه به نوع کوره القایی ظرفیت آن، نوع شارژ مواد جامد، و نوع ذوب تهیه شده، پارامترهای دیگر متفاوت است.

 

برنامه تعمیر و نگهداری کوره القایی، انتخاب شارژ مناسب و اپراتوری صحیح از جمله اصولی است که عموما توسط فروشنده یا سازنده کوره القایی همراه کوره برای خریدار شرح داده می شود که اپراتور برای سلامت و بالا بودن راندمان کوره القایی باید به آن ها عمل نماید.

 

 وضعیت جداره نسوز کوره القایی

جداره کوره القایی به گونه ای است که می تواند در اثر سایش مکانیکی توسط ذوب و شارژ جامد خوردگی شیمیایی به وسیله سرباره، شوک های مکانیکی و حرارتی، ذوب و آتمسفر کوره القایی، کندگی و انهدام در اثر برخورد و تصادم با شارژ جامد شیوه شارژ نامناسب و غیر متناسب بودن ابعاد، کیفیت شارژ  و یا درجه حرارت بیش از اندازه بالای ذوب، آسیب ببیند.

نصب نامناسب جداره و وقوع انفجار به دلایل مختلف در داخل کوره القایی نیز می تواند به جداره نسوز آسیب برساند و یا عامل انفجار آن شود. همچنین می تواند موجب رسوب مواد غیر فلزی غیر آلی بر جداره ضخیم شود که این موارد برای کوره القایی مضر است. در صورت نازک شدن جداره، ممکن است ابتدا سبب افزایش توان حرارتی کوره گردد اما در نهایت موجب کاهش عمر جداره کوره می شود. در برخی مواقع نیز باعث توقف های اضافی می گردد.

 در صورت ضخیم شدن جداره، راندمان کاری کوره القایی کاهش پیدا می کند و در برخی مواقع نیز در شارژ شدن، اختلال ایجاد می شود. به منظور شناخت علل ضخیم شدن جداره و نازک شدن جداره بر اثر فعل و انفعال شیمیایی، باید ترمومتالورژی ذوب، سرباره، آتمسفر کوره القایی و آستر نسوز را بخوبی بررسی نمود. به عنوان نمونه وجود اکسید های قلیایی در ذوب آلومینیم در کوره القایی با جداره آلومینایی موجب اکسید شدن آلومینیم مذاب، تشکیل آلومینا، رسوب آن بر جداره و در نهایت ضخیم شدن جداره می شود. وجود اکسید های قلیایی در کوره القایی با جداره سلیسی، به خوردگی شدید آستر نسوز منجر می گردد.

 

مزیت های کوره القایی

1. آسان بودن افزودن عناصر آلیاژی
2. تمیزی، بدون آلودگی صوتی در زمان کار کوره القایی در مراحل ذوب
3. دستیابی به مذابی تمیز و عاری البته بشرط استفاده از شارژو قراضه تمیز
4. ترکیب شیمیایی در سرتاسر مذاب به دلیل بهم خوردن مذاب و توزیع درجه حرارت
5. نحوه ایجاد حرارت در کوره القایی و در نتیجه قابلیت تهیه مذابی تمیز و عاری از آلودگی

 

مشکلات کوره القایی

1. ضرورت استفاده از شارژ و قراضه تمیز در کوره القایی
2. قیمت بالا و هزینه های جاری کوره القایی نسبت به کوره های قوس الکتریک
3. ایجاد شرایط مناسب در سرباره به منظور تصفیه مذاب (خروج ناخالصی های مضر) امکان پذیر نیست زیرا تلاطم مذاب وجود دارد و نیزز مذاب در سطح فوقانی سرد می باشند. از همین رو کوره القایی بیشتر برای مذاب بعضی فولادهای آلیاژی که نیاز به مرحله تصفیه ندارند، مورد استفاده قرار می گیرد.

 

تفاوت کوره القایی فرکانس بالا و پایین

1. هزینه پایین کوره القایی با فرکانس پایین نسبت به کوره القایی با فرکانس بالا
2. بدون نیاز به مذاب اولیه عمل ذوب در کوره القایی با فرکانس بالا
3. سهولت استفاده و قابلیت بهم خوردن و اضافه کردن مواد در کوره القایی با فرکانس پایین، نسبت به کوره القایی با فرکانس بالا
4. عدم نیاز به ژنراتور فرکانس بالا و مولد در کوره القایی با فرکانس پایین
5. استفاده از کوره القایی با فرکانس پایین برای ذوب تمام آلیاژهای آهنی و غیر آهنی اما کوره القایی فرکانس بالا عموما برای ذوب آلیاژهای مس و آلومینیوم کاربرد دارد.

 

 

موارد فنی کوره القایی

در کوره القایی بوته با کوبیدن مواد نسوز در داخل کوره عمل می کند که مواد نسوز ترکیبی از منیزیت، الومین و یا مخلوط آنها، سیلیس و مواد چسبی جامد تشکیل شده است. مخلوط چسب و ماسه که بدون رطوبت در اطراف یک ورقه فولادی (شکل داخلی بوته) کوبیده می شوند، در جریان شارژ گرم شده، مقاومت بالایی دارند. قبل از ریختن و کوبیدن مواد نسوز برای جلوگیری از اتصال سیم پیچها، از مواد عایق استفاده می شود و بعد از کوبیدن، سطح آزاد رویش را معمولا با چسپهای زود گیر از قبیل سیلیکات سدیم می پوشانند.

در کوره القایی با هسته و کانال جریان، بدنه کوره القایی بواسطه 10 تا 15 سانتیمتر نسوز آلومینا می پوشانند. کانال و میله های اصلی جریان و حوزه ذوب از مخلوط آلوندم، خاک نسوز، پرکلین و پودر باریت بشکل محلول مایع (معمولا خمیری) پوشش می شوند که پس از خشک شدن استفاده می کنند.

 

جداره های کوره القایی

تراکم خطوط نیرو در کناره دیواره بیشتر از سایر قسمت ها است. برای افزایش بازده کوره القایی، باید جداره بوته را، حتی امکان نازک نمود. انتخاب نازک جداره در کوره القایی اسیدی اهمیت زیادی ندارد اما در کوره القایی بازی ممکن است موجد ایراداتی باشد. به این معنا که تحمل جداره اسیدی در مقابل نوسانات حرارتی نسبت به کوره القایی جداره بازی بیشتر است.

 

کوره القایی جداره اسیدی

سنگ های اسیدی در صنعت مطمئن ترین سنگ ها به شمار می روند. نسوز کوره القایی ازSIO2=98%،fe2o3،AL2O3 تشکیل شده است. برای بهتر ساختن این نسوزها 2% اسید بوریک به آن اضافه می گردد. روی سیم پیچ‎ها با ورقه نازکی از عایق به ضخامت 1 تا 2 میلیمتر پوشانده می شود. برای یکسان کردن ضخامت جداره در تمام قسمتهای بوته، یک استوانه از فولاد، در داخل کوره القایی قرار می گیرد و فضای بین استوانه و سیم پیچ را با نسوز پر می نمایند و می کوبند. سپس کوره القایی را به آهستگی گرم می کنند که 2 تا 3 ساعت طول می کشد تا ماده نسوز زینتر  شود. جداره کوره القایی تا 250 شارژ را تحمل می نماید.

 

کوره القایی جداره بازی

کوره القایی جداره بازی ساخته شده از نسوزهای منیزیتی همراه با سایر اضافات می باشد. وجود این نسوزها در کوره القایی موجب ایجاد مشکل می شود. فاکتور زینتر نسوزه های بازی کمتر است و در درجات تولید فولاد در کوره القایی (دمای بالا) حجم آنها  کاهش می یابد. در هر حال به کار بردن نسوزهای بازی در کوره القایی کوچک امکانپذیر است. عملیات گوگردزدایی و فسفرزدایی با داشتن جداره بازی امکانپذیر می باشد.

کنترل سایش و خوردگی جداره کوره القایی

جداره کوره های بوته ای با توجه به نوع جداره از نظر شیمیایی و فیزیکی، شرایط کاری، نحوه نصب، رطوبت گیری و پخت آستر، نوع و کیفیت شارژ جامد و نحوه شارژ، ضخیم تر می شود. همچنین ممکن است در اثر سایش، فرسایش خوردگی شیمیایی نیز از ضخامت آن کاسته و در نتیجه نازک شود. نازک شدن جداره کوره القایی به معنای نزدیک شدن ذوب به کویل و ضخیم شدن به معنای دور شدن ذوب از کویل است. در نهایت مقدار فوران مغناطیسی کم یا زیاد می شود که موجب کاهش سرعت در ذوب می شود.

 

بتن دیرگداز کوره القایی

بتن دیرگذار به هزینه های اقتصادی و دانش فنی زیادی نیاز دارد. بتن دیرگذار، به ترکیبی از سیمان، انواع پر کننده و ذرات ریز و آب می باشد که در درجه حرارت معمولی حالت گیرش دارد و شامل تمام موادی که غیر سیمانی اما شبه بتن هستند. لغت بتن بیان کننده عوامل چسباننده دانه های ریز هیدرولیکی که عمدتا شامل ترکیبی از Fe2O3، Al2O3، Sio2 با cao که در استانداردهای مشخص دارای خواص معینی هستند و بعد از عمل ترکیب میزان استحکام Psi 3200 بیشتر می شود که بعنوان مینیمم استاندارد شناخته شده است.

در این رابطه مهمترین بتن ها عبارتند از: بتن های سیمان پرتلند، سیمان کوره بلند، آلومینا های مختلف که از نظر هیدرولیکی سخت بوده و تا منطقه زینتر شدن قابل استفاده هستند. مشخصات استاندارد بتن های دیرگداز شامل:

بتن های دیر گداز در درجه حرارتهای معمولی دارای اتصالات هیدرولیکی هستند و وقتی پخته می شوند از مرحله اتصال هیدرولیکی به مرحله اتصال سرامیکی تبدیل می شوند بدون آنکه استحکام آن کاهشی پیدا کند، بر طبق این استانداردها مخلوط های بتنی ازنظر کارخانجات دیر گداز مخلوطهای خشک شدنی در هوا هستند که از مواد اولیه مقاوم در برابر حرارت با اندازه بندیmm 30- 0 و سیمان تشکیل شده اند. به عبارت دیگر بتنهای دیر گداز عبارتند از : بتن هایی که خواص مکانیکی و فیزیکی آن حتی بعد از مدت زمان زیادی که در حرارتهای بالا تاحد قابل قبولی باقی بماند.

 

 عامل های چسباننده

عامل های چسباننده ای که در بتنهای دیرگداز استفاده می شوند، ممکن است چسبهای هیدرولیکی باشند و یا چسب های غیر هیدرولیکی بتن پریکلاس با سیمان سورل یا چسب شیشه. در کشور های صنعتی استفاده از چسبهای هیدرولیکی در بتن های مقاوم در برابر درجه حرارت مورد توجه می باشد و در روسیه استفاده از عامل چسباننده چسب شیشه در بتن های دیر گداز از اهمیت ویژه ای برخودار است. مواد شبه بتنی به موادی گفته می شود که دارای فسفات چسب شیشه و ماگنزیا (پریکلاس) هستند.