در مورد کوره الکتریکی چه می دانید؟

درباره در مورد کوره الکتریکی چه می دانید؟ بیشتر بدانید ...

در مورد کوره الکتریکی چه می دانید؟

کوره الکتریکی چیست؟

کوره الکتریکی یا کوره آزمایشگاهی دستگاهی است که دارای محفظه ای کاملا عایق شده با آجر نسوز و سیمان نسوز و پنبه نسوز می باشد. این محفظه توسط المنت های قوی در اطراف ویا سقف دستگاه ، دمایی بالا تا حدود ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد و یا ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد ایجاد کرده که جهت ذوب برخی مواد و نیز گرفتن خاکستر برخی دیگر از مواد کاربرد دارد. مجهز به ترموستات و ترمومتر دیجیتال بوده و قابلیت نصب تایمر دیجیتال را نیز دارا می باشد. جنس بدنه خارجی از ورق روغنی با پوشش رنگ الکترواستاتیک می باشد. دقت نمایشگر در محدوده دمایی ۲۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد حدود ۱۰ الی ۱۵ درجه می باشد.

کوره های الکتریکی كوره هاي الكتريكي توليد و ذوب آلومينوم در مقادير زياد و براي اجتناب از اكسيداسيون مذاب و جلوگيري از ورود گازهاي ناشي از احتراق سوختگيهاي فسيلي و افزايش كيفيت مذاب آلومينوم كوره هاي الكتريكي در انواع كوره هاي مقاومتي بوته اي ، روبرو كوره هاي القائي مورد استفاده قرار مي گيرند . مكانيسم اصلي كوره هاي مقاومتي استفاده از گرماي حاصل از مقاومت ميله ( الكترودهائي ) در مقابل عبور جريان مي باشد . معمولا مقاومت ها از نيكروم ( نيكل ، كرم ، آهن ) و كرومل ( اهن ، كروم ، آلومينوم ) ساخته مي شوند . در نوع كوره هاي مقاومتي بوته اي كه با ظرفيت حداكثر ۵۰۰ كيلوگرم به كار مي روند ، بوته از چدن خاكستري ساخته مي شود و قدرت الكتريكي اين كوره معمولا ۴۰ تا ۸۰ كيلو وات مي باشد.

دسته بندی کوره های القایی بر حسب کاربردهای آنها :

همانطور که میدانید کوره های القایی را بر حسب فرکانس کار به سه دسته  کلی میتوان تقسیم بندی نمود.

۱-فرکانس ۵۰HZ یا MAIN FREQUANCY در گاهی

مواقع از فرکانس سه برابر آنها نیز در همین دسته بندی یاد می شود.

۲-فرکانس متوسط که از فرکانس حدود ۲۰۰HZ تا حدود ۱۰KHZ می باشد.

۳-فرکانس بالا که از ۱۰KHZ تا چندین MHZ می باشد.

کوره های فرکانس بالایی که بعنوان کوره های ذوب استفاده می شوند جنبه آزمایشگاهی دارند.

کوره های ۵۰HZ:

کوره های ۵۰HZ که عمدتاً به دو صورت بوته ای و کانالی ساخته می شوند دارای تکنولوژی قدیمی و راندمان عمومی  پایین می باشندو بدلیل داشتن تلاطم بالا بیشتر برای ذوب چدن استفاده می شوندو امروزه هم در بعضی از کارخانجات در حال کار هستند. این کوره ها بیشتر فقط بعنوان نگهدارنده های چدن و در ظرفیتهای چند ده تن توجیه اقتصادی دارندو بعنوان کوره های ذوب توصیه نمی شوند بخصوص اینکه این کوره ها را نمی توان در ظرفیتهای پایین تولید نمود.

کوره های فرکانس متوسط :

کوره های فرکانس که بعنوان کوره های سری و کوره های موازی به بازار عرضه می شوند.

همانطور که میدانید اساس کار یک کوره القایی ، عبور یک جریان متناوب از یک سیم پیچ که اصطلاحاً در کوره القایی کوئل گفته می شود می باشد که تولید تلفات الکتریکی در داخل هسته و یا به عبارت دیگر مذاب می نماید .

تلفات انرژی در کوره ها ی القایی:

راندمان حرارتی یک کوره دوار معمولی بین ۱۲ تا۱۵ درصد می باشد. درحالیکه راندمان الکتریکی تابلوی مبدل فرکانسحدود ۹۷% و راندمان عمومی یک کوره القایی  حدود ۷۵% می باشد.(۵ برابر کوره دوار)

قسمت اعظم تلفات حرارتی در کوئل ذوب می باشدکه چیزی حدود ۱۸ تا۲۲ درصد می باشد.فلذا گوشت لوله ذوب و شکل مقطع آن از پارامترهای مهمی است که باید به آن توجه نمود. حدود ۳% تلفات در تابلوی مبدل فرکانس می باشد و چند درصد هم در خطوط ارتباطی و شینه های داخل کانال تلف میشود.برای کاهش تلفات می باید سطح عبور جریان الکتریکی را زیاد نمود که این امر باعث افزایش مس مصرفی و در نتیجه بالا رفتن قیمت خواهد شد. البته اضافه کردن گوشت لوله کوئل علاوه بر افزایش سطح جریان عبوری مزایای دیگری نیز دارد که از آن جمله افزایش استحکام مکانیکی کوئل و بالا رفتن مقاومت جداره لوله هنگام نفوذ مذاب شده و در نتیجه احتمال انفجار بوته کاهش چشمگیری خواهد داشت.

Melt rate : مقدار انرژی مصرفی به ازاء یک کیلوگرم هر کوره ذوب القایی با هر تکنولوژی و یا هر نوع مواد اولیه ای که ساخته شود دارای راندمان مخصوص به خود بوده که نتیجه آن در میزان مصرف انرژی به ازاء یک کیلوگرم ذوب مشهود خواهد بود که اصطلاحاً به آن  Melt rate گفته می شود.این پارامتر از جمله ابزار قیاس کوره های مختلف خواهد بود که در مبحث مقایسه کوره های داخلی و خارجی به آن اشاره خواهد شد.

کاربردهاو مزایا:

امروزه با توجه به پيشرفت روز افزون كشور در تمامي زمينه‌ها و نيز افزايش روند ساخت‌وساز ، نياز به فولاد و محصولات آن در كشور، روز به روز در حال گسترش مي‌باشد.

يكي از جديدترين و مدرن‌ترين روش‌هاي توليد شمش فولاد  استفاده از كوره‌هاي ذوب القايي مي‌باشد. هم اكنون بسياري از كشورهاي اروپايي از كوره‌هاي القايي  جهت ذوب فلزات و توليد فولاد استفاده مي‌كنند.

اين كوره‌ها با استفاده از جريان برق  آهن قراضه و يا شمش فلزات را ذوب كرده و ماده مذاب حاصل پس از تخليه در قالب‌هاي تعبيه شده به صورت شمش فولاد توليد مي‌شود.

شمش فولاد تهيه شده از اين روش در كارخانه‌هاي نورد جهت توليد انواع ميلگرد، نبشي، ناوداني مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نكته قابل توجه در مورد كوره‌هاي القايي  سرعت ذوب‌گيري بسيار بالاي آن در مقايسه با كوره‌هاي فسيلي (كوره‌هاي دوار) مي‌باشد. كوره‌هاي القايي در ظرفيت‌هاي متنوع از تناژ پايين تا بالا توليد مي‌شوند كه اين امر موجب گرديده اين صنعت جديد در مقياس كارگاهي تا كارخانه‌اي قابل اجرا باشد. البته قابل ذكر است در مورد كوره‌هاي با ظرفيت بالا  مي‌توان از خطوط مداوم بيلت فولادي استفاده كرد. در اين روش توليد  ماده مذاب حاصل از كوره‌هاي القايي به خط مداوم ريخته‌گري منتقل شده و بيلت در اندازه‌هاي طويل از آن خارج مي‌شود. استفاده از كوره‌هاي القايي به علت سرعت كاركرد بالا در صنايع قطعه‌سازي نيز گسترش فراواني يافته است. به طوري كه هم اكنون بسياري از واحدهاي ريخته‌گري و توليد قطعه در حال جايگزيني كوره‌هاي قديمي با كوره‌هاي القايي مي‌باشند كه اين امر در افزايش سوددهي اين واحدها نقشي مهم و حياتي دارد. با توجه به مطالب فوق مي‌توان نتيجه گرفت توليد شمش فولاد و قطعات ريخته‌گري با استفاده از تكنولوژي کوره‌هاي القايي راهي مطمئن و پرسود در جهت جبران كمبود شمش فولاد و كاهش واردات آن است. البته استفاده از اين روش هم اكنون سرعت و گسترش فراواني يافته است و بسياري از سرمايه‌گذاران به سمت اين روش توليدي گرايش يافته‌اند.

کوره القايي:

کوره القايي يکي از ابزارهاي گرمايشي بدون تماس مواد است. در اين کوره ها از جريان با فرکانس بالا یا متوسط براي گرم کردن مواد هادي الکتريکي استفاده مي شود. از آنجا که اين روش بدون تماس است باعث آلودگي يا ايجاد ناخالصي در بار نمي شود.

در گذشته بيشتر از كوره هاي سوخت فسيلي براي ذوب فلزات استفاده مي شد . آلودگي محيط زيست، راندمان پايين، سروصداي زياد، عدم يكنواختي مذاب، عدم توانايي ذوب فلزات ديرگداز و مسائلي از اين قبيل، مشكلاتي بود كه اين كوره ها به همراه داشتند.

در كوره های ذوب القایی جریان الكتریكی القا شده توسط میدان مغناطیسی ایجاد حرارت می كند و این حرارت باعث ذوب جسم (معمولا فلزات) می شود. فلز درون بوته ای قرار می گیرد كه اطراف آن كلاف های مغناطیسی پیچیده شده است و توسط جریان آب خنك می شوند.

جریان موجود در كلاف های مغناطیسی جریان های گردابی یا فوكو (Eddy Current) را در فلز القا می كند كه باعث ایجاد حرارت و ذوب فلزمی شود.

در كوره القایی بدون هسته  فلز درون یك پوشش نسوز كه به وسیله كلاف احاطه شده است، نگهداری می شود. در این حالت كوره ذوب القایی مشابه یك ترانسفورماتور عمل می کند بدین ترتیب كه فلز مانند یك كلاف ثانویه در ترانسفورماتور عمل کرده و با اعمال نیرو به كلاف اولیه احاطه كننده فلز جریان های گردابی القا شده و حرارت تولید می شود.

پس از ذوب فلز هم زدن و همگن سازی به طور طبیعی و در اثر وجود نیروها و جریان های الكترومغناطیسی اتفاق می افتد. با انتخاب دقیق فركانس و نیرو می توان سرعت ذوب و همگن سازی را كنترل كرد

مزاياي كوره هاي القايي نسبت به ساير كوره ها:

۱- اپراتوري بسيار ساده بعلت وجود بخش كنترل كامل الكترونيك

۲- عدم آلودگي و اكسيداكسيون بار به علت عدم وجود گاز و شعله اكسيدكننده

۳- شروع به كار سريع و عدم نياز به پيش گرم يا ذوب اوليه

۴- سرعت بالاي انجام عمليات در مقايسه با ساير كوره ها

۵- راندمان بسيار بالاترنسبت به كوره هاي سوختي

۶- قابليت تهيه آلياژهاي يكنواخت به علت چرخش داخل مذاب

۷- قابليت تهيه و نگهداري ذوب در ظرفيت هاي مختلف

۸- سادگي عمل تغذيه و تخليه

۹- امكان كنترل دقيق درجه حرارت

۱۰- قابليت ذوب قراضه

۱۱- اشغال فضاي كمتر نسبت به ساير كوره ها

۱۲- عدم تاثير بر آلودگي محيط زيست

قسمت های مختلف کوره های القائی عبارتند از :

بوته :

شامل اسکلت فلزی کوره ، کویل ، جداره نسوز – هسته ترانسفورمر، پلات فرم (سکو)

تاسیسات خنک کن:

تاسیسات الکتریکی کوره القائی مثل ترانسفورماتور چوک ، خازن ها ، کلیدهای فشار قوی و تابلو مدار فرمان در محدوده ی زمانی خاصی می توانند کار کنند و اگر از حد معینی گرمتر شوند باعث ایجاد مشکلاتی می گردند ، لذا این تاسیسات باید خنک گردند ، خنک کردن تاسیسات الکتریکی می تواند ب فن ، ارکاندیشن یا کولر گازی صورت گیرد .

کویل و بدنه کوره در کوره های بوته ای و کوپل ، پوسته ی اینداکتور ، پوسته خنک کن و گلوئی کوره در کوره های کانال دار نیز باید خنک شوند این قسمت ها عموما با آب خنک می گردند(برخی از کوره های کوچک کانال دار بگونه ای طراحی می شوند که تمام قسمت های فوق الذکر یا قسمتی از آن با هوا خنک می شود ) و تاسیسات مخصوصی شامل مبدل های حرارتی ، پمپ ،برج خنک کن و غیره را دارا می باشد و معمولا مقصود از تاسیسات خنک کن همین قسمت می باشد .

تاسیسات حرکت بوته

برای کوره های بزرگ هیدرولیکی و برای کوره های کوچک مکانیکی یا هیدرولیکی است و شامل جک های هیدرولیک ، پمپ هیدرولیک، مخزن روغن ، شیر ها ، فیلتر ها ، دیگر تاسیسات هیدرولیک و میز فرمان هیدرولیک یا سیستم های چرخ دنده ای دستی یا چرخ دنده ای موتوردار.

محل استقرار کوره

شامل اتاق محل استقرار بوته (furnace pit) ، فونداسیون ، چاله ی تخلیه ی اضطراری ،محل استقرار تاسیسات الکتریکی ، هیدرولیکی و خنک کن و محل استقرار تابلو های مدار فرمان ، تابلوی کنترل مدار آب و میز فرمان هیدرولیک می باشد .