گزارشكوره‌هاي ذوب القايي در فولادسازي چه هستند؟

واضح آرشیو وب فارسی:دنياي اقتصاد: گزارشكوره‌هاي ذوب القايي در فولادسازي چه هستند؟
امروزه ذوب القايي به صورت گسترده‌اي در توليد و ريخته‌گري فولادها و همچنين ذوب آلومينيوم، مس، روي و ساير انواع فلزات غيرآهني استفاده مي‌شود. از مزاياي ذوب القايي به عنوان مثال مي‌توان به راندمان بالاي مواد و محيط پاك اشاره كرد كه باعث تمايل توليدكنندگان محصولات فلزي به كوره‌هاي ذوب القايي شده است.
در كوره‌هاي ذوب القايي، جريان الكتريكي القا شده توسط ميدان مغناطيسي، ايجاد حرارت مي‌كند و اين حرارت باعث ذوب جسم (معمولا فلزات) مي‌شود. فلز درون ‌بوته‌اي قرار مي‌گيرد كه اطراف آن كلاف‌هاي مغناطيسي پيچيده شده است و توسط جريان آب خنك مي‌شوند. جريان موجود در كلاف‌هاي مغناطيسي، جريان‌هاي گردابي يا فوكو (Eddy Current) را در فلز القا مي‌كند كه باعث ايجاد حرارت و ذوب فلزمي‌شود.
مهم‌ترين انواع كوره‌هاي القايي، كوره القايي بي‌هسته (Coreless furnace) و كوره القايي كانالي (Channel Furnace) هستند.
در كوره القايي بدون هسته فلز درون يك پوشش نسوز كه به وسيله كلاف احاطه شده است، نگهداري مي‌شود. در اين حالت كوره ذوب القايي مشابه يك ترانسفورماتور بدين ترتيب كه فلز مانند يك كلاف ثانويه در ترانسفورماتور عمل مي‌كند و با اعمال نيرو به كلاف اوليه احاطه‌كننده فلز، جريان‌هاي گردابي القا شده و توليد حرارت مي‌كند. پس از ذوب فلز، هم زدن و همگن‌سازي به طور طبيعي و در اثر وجود نيروها و جريان‌هاي الكترومغناطيسي اتفاق مي‌افتد. با انتخاب دقيق فركانس و نيرو مي‌توانند سرعت ذوب و همگن‌سازي را كنترل كرد.
كوره‌هاي القايي كانالي در گذشته عموما براي نگهداري فلز مذاب در يك دماي مشخص كاربرد داشته‌اند، اما امروزه گاهي اوقات براي ذوب فلزات نيز به كار مي‌روند. اين كوره شامل يك القاگر (سلف) به عنوان منبع توليد انرژي است كه از چندين رشته كلاف كه توسط آب خنك مي‌شوند، تشكيل شده است. اين كوره‌ها تلاطم سطحي كمتري در بوته نگهداري فلز مذاب دارند، در نتيجه خروج گاز و مواد فرار با مشكل مواجه مي‌شود. لذا جهت عمليات ذوب، كوره القايي بي‌هسته ترجيح داده مي‌شود و كوره كانالي بيشتر به منظور نگهداري فلز مذاب در يك دماي مشخص مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
در حالي كه كوره‌هاي ذوب القايي كانالي داراي فركانس خطي هستند، كوره‌هاي بدون هسته مي‌توانند از هر سه نوع فركانس خطي (60هرتز)، فركانس متوسط (1200-200هرتز) و فركانس بالا (بيش از 1200هرتز) باشند. با توجه به اينكه شروع به كار كوره‌هاي فركانس خطي با شارژ ماده سرد بسيار آهسته است، استفاده از كوره‌هاي فركانس متوسط و بالا مورد توجه بيشتري قرار دارد.
استفاده از كوره‌هاي ذوب القايي در ظرفيت‌هاي پايين‌تر از 40تن مي‌تواند منجر به توليد مذاب با كيفيت مناسب و ارزان شود. از مزاياي اين نوع كوره‌ها مي‌توان به اپراتوري و كاركرد آسان و همچنين افزايش راندمان ذوب فلز اشاره كرد. امكان راه‌اندازي و شروع به كار فوري كوره باعث كاهش در زمان رسيدن به دماي كاركرد مي‌شود. وجود همگن‌سازي به صورت طبيعي و توليد مذاب پاك و عدم نياز به سيستم‌هاي كنترل آلودگي با هزينه بالا از مزاياي ديگر كوره‌هاي القايي محسوب مي‌شود. از ديگر نكات مثبت اين كوره‌ها مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
* عدم نياز به فضاي زياد و توانايي افزايش سرعت ذوب در كوره‌هاي كوچك
* مصرف كمتر مواد، به‌خصوص مواد نسوز و كاهش زمان تعويض پوشش‌هاي نسوز و عدم نياز به مصرف الكترود گرافيتي
* پايين بودن آلودگي صوتي به نسبت انواع ديگر كوره‌هاي ذوب به ميزان قابل توجه
* بهره‌وري بالاي انرژي
* هزينه‌ پايين سرمايه‌گذاري و تجهيزات جانبي
از طرف ديگر مهمترين اشكال كوره‌هاي القايي دشواري در فرآيند فسفرزدايي و انجام عمليات متالوژيكي ثانويه است. در نتيجه وجود كوره‌هاي پاتيلي (Ladle Furnace) در كنار اين كوره‌ها جهت انجام فرآيند تصفيه و افزودن عناصر آلياژي لازم است. از ديگر معايب اين كوره‌ها، ظرفيت پايين‌تر توليد به نسبت كوره‌هاي قوس الكتريك مي‌باشد. همچنين در كوره‌هاي القايي بايد از قراضه با كمترين آلودگي و مواد اكسيدي استفاده نمود كه گاهي اين مساله دشوار و باعث افزايش هزينه‌هاي اوليه مي‌گردد.
همچنين استفاده از آهن اسفنجي به‌عنوان شارژ كمكي براي تنظيم خواص شيميايي در اين كوره‌ها موجب بهبود عملكرد كوره‌هاي ذوب القايي شده است. با استفاده از آهن اسفنجي ميزان كربن مذاب براساس مشخصات خواسته شده قابل تنظيم بوده و باتوجه به اينكه در آهن اسفنجي عناصر و فلزات مضر وجود ندارد، فلز مذاب به‌دست آمده تميز و عاري از عناصر مضر خواهد بود.
قبل از ورود مواد فلزي به كوره آناليز شيميايي اين مواد جهت دستيابي به مشخصات نهايي محصول، به دقت كنترل مي‌شود. اگر ميزان كربن، گوگرد و فسفر در شارژ فلزي بالا باشد، مقدار بيشتري آهن اسفنجي به كوره شارژ مي‌شود، پس از اتمام 80درصد ذوب، نمونه‌اي از كوره گرفته مي‌شود و در صورتي‌كه مقدار كربن همچنان بالا باشد، مجددا نرمه آهن اسفنجي به كوره شارژ مي‌شود.
از طرفي بايد درنظر داشت به دليل اينكه آهن اسفنجي داراي تخلل مي‌باشد و همين عامل باعث مقاومت در عبور جريان مي‌شود، جهت جلوگيري از مصرف بالاي برق، حداكثر مي‌توان 60-50 درصد شارژ فلزي را به آهن اسفنجي اختصاص داد.
تحقيقات جديد و توسعه در تامين نيرو با فركانس‌هاي متغير، بهبود در پوشش‌هاي نسوز، طراحي القاگر با توان بالا، بازيافت حرارت كوره و استفاده از سيستم‌هاي كامپيوتري و اتوماسيون موجب بهبود راندمان كوره‌هاي ذوب القايي و تمايل به استفاده از آنها شده‌اند. علاوه بر اين، در سال‌هاي اخير با تكنولوژي كوره‌هاي القايي دوقلو كه داراي دوبوته هستند، امكان افزايش راندمان و سرعت توليد مذاب فراهم شده است.
فرآيند ذوب القايي روشي است كه به وسيله جريان‌هاي گردابي القا شده توسط ميدان الكترومغناطيسي متغير، در ماده‌ هادي الكتريسيته (معمولا فلزات) حرارت ايجاد نموده و فرآيند ذوب انجام مي‌شود. اساس كار اين روش مشابه‌ ترانسفورماتور است.
يکشنبه 16 تير 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: دنياي اقتصاد]

[مشاهده در: www.donya-e-eqtesad.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 187]