انواع کوره در تولید آهن آلات
یکی از رایج ترین روش های تولید آهن آلات؛ تولید از طریق ذوب کردن است. عملیات ذوب کردن نیز به وسیله ی کوره انجام می شود. کوره ها انواع مختلفی دارند و بسته به ویژگی های خاصی که دارند در صنایع تولید فولاد مورد استفاده قرار می گیرند.
اگر علاقمند هستید اطلاعات بیشتری در خصوص انواع کوره های تولید آهن آلات و مزایا و معایب آن کسب کنید؛ دعوت می کنیم در ادامه با فولاد نصر آذربایجان همراه باشید.
◾️کوره تولید آهن آلات چیست؟
کوره ابزاری است که می‌تواند حرارت موردنیاز برای ذوب میزان مشخصی از آلیاژ را با سرعت و هزینه‌‌ی قابل قبول ایجاد کند. در واقع کوره ها از مهم ترین تجهیزات در فرایند تولید آهن آلات هستند.و خصوصیات مواد و کیفیت محصول نهایی را تعیین می کنند.
◾️انواع کوره
کوره ها انواع مختلفی دارند که در مراحل مختلف تولید محصولات آهنی و غیرآهنی مثل ذوب قراضه، پیش گرمایش میله، عملیات حرارتی فولاد و شکل دهی گرم صفحات فلزی کاربرد دارند.
کوره بوته‌ای :
یکی از قدیمی ترین کوره ها برای تولید آهن آلات در واحد های ریخته گری؛ کوره ی بوته ای است که امروزه نیز در برخی از کارگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این نوع کوره مواد مذاب از طریق سوختن گازوئیل ،گاز طبیعی یا الکتریسیته تولید و به مواد اولیه تبدیل می شود.
این کوره‌ها از قسمت‌های مختلفی مانند: بدنه‌ای از جنس فلز نسوز، صفحه فلزی کف، دیواره ضدحرارت، درب، زیر بوته‌ای و… تشکیل می‌شوند. بیشترین کاربرد کوره بوته ای در آلیاژهایی با نقطه ذوب پایین و یا آلیاژهایی است که میل ترکیبی کمتری برای ترکیب شدن با اکسیژن‌دارند مانند منیزیم.
ازجمله مزیت‌های این نوع کوره‌ها که موجب شده تا در کارگاه‌های کوچک بیشتر مورداستفاده قرار گیرد می توان به سهولت در ساخت، مقرون به صرفه بودن و کیفیت مواد مذاب ساخته شده اشاره کرد. هدررفت حرارتی بالا ،بازدهی و ظرفیت کم ، ایجاد آلودگی زیاد و شارژ دستی نیز از معایب این روش ذکر شده است. کوره بوته‌ای خود انواع مختلفی دارد مانند : گرافیتی، سیلیکون کاربایدی و شاموتی.
کوره ی گرافیتی
این نوع کوره قابلیت ذوب انواع مختلف فلزها و آلیاژهایی مانند آلومینیوم، مس، برنج، نقره و طلا را دارد و می تواند تا حداکثر دمای ۳۵۰۰ درجه سانتی‌گراد ساختار خود را حفظ کند.
با مواد مذاب اولیه وارد واکنش شیمیایی نمی‌شود و نسبت به ضربه بسیار مستحکم و مقاوم است. تنها ایراد این نوع کوره حساسیت آن نسبت به اکسید شدن است. به همین دلیل باید شرایطی مانند عایق‌بندی کامل یا کنترل محیط با گاز خنثی برای استفاده از آن در نظر گرفته شود.
کوره سیلیکون کاربایدی
کوره ی سیلیکون کاربایدی به منظور ذوب فلز و نگهداری مواد مذاب مورد استفاده قرار میگیرد. در صورتی این کوره به منظور مذاب کردن استفاده می‌شود، باید ابتدا به مدت دو ساعت بوته در معرض دمای ۲۰۰ درجه سانتی‌گرادی قرار گیرد و پس از آماده سازی کامل بوته با کمک حداکثر ظرفیت بوته به دمای ۹۵۰ سانتی‌گراد برسد.
بعد مواد اولیه برای ذوب شدن به صورت پیوسته حرارت داده شوند و اگر برای نگهداری مواد مذاب استفاده می شود؛ باید ابتدا آماده سازی بوته با حرارت ۲۰۰ درجه و سپس رسیدن به ۹۵۰ درجه سانتی‌گراد مانند مراحل بالا صورت گیرد و سپس به مدت یک ساعت بوته تحت دمای ثابت ۹۵۰ درجه قرار گرفته و بعد استفاده شود.
کوره شاموتی
در ساخت بدنه ی این نوع کوره از آجر هایی به نام شاموت استفاده می شود. آجرها که از جنس اکسید سیلسیوم یا آلومینیوم هستند و مقاومت بالایی در برابر حرارت بالا دارند و از آنها در صنایع دیگر مانند شیشه سازی، ذوب فلزات غیرآهنی، ریخته‌گری فولاد نیز استفاده می‌شود.
کوره شعله ای
در کوره‌های شعله ای یا تشعشعی که به شکل مکعب مستطیل یا استوانه ای است ؛ مواد اولیه با مواد سوختی در تماس مستقیم بوده و در اثر وارد شدن حرارت، ذوب می‌شوند. سوخت مورداستفاده در این نوع کوره‌ها نیز گازوئیل یا گاز طبیعی است.
شارژ کردن کوره‌ها از طریق درب و سقف کوره انجام شده و میزان تولید آن برای آلیاژهای غیر آهنی حدود ۱۵ تا ۷۵ تن می باشد.
از مزایای کوره های شعله ای می توان به سهولت ساخت، حجم تولید بالا، سرعت‌بالای ذوب و عدم نیاز به سرمایه‌گذاری و صرف هزینه‌های زیاد برای تولید این کوره‌ها اشاره کرد. راندمان پایین به دلیل درجه حرارت کم نیز از معایب این نوع کوره هاست.
کوره کوپلا
کوره کوپلا به شکل استوانه ای فولادی بوده و با جداره ی نسوز پوشانده شده است. این نوع کوره برای ذوب چدن مورد استفاده قرار می گیرد و ظرفیت تولید ۱۰۰ تا ده ها تن محصول نهایی را دارد. و اندازه ی دهانه و قطر استوانه براساس میزان ظرفیت و سرعت ذوب قابل تغییر است.
از مزایای کوره کوپلا می‌توان به ظرفیت ذوب سازی بالا ، سهولت در استفاده ، هزینه عملیاتی نسبت پایین اشاره کرد. تنها عیب این نوع کوره نداشتن انعطاف لازم است.
کوره القایی
در کوره ی القایی عبور جریان الکتریکی موجب ذوب شدن مواد اولیه می‌شود. این نوع کوره به دو دسته ی کوره القایی فرکانس پایین و کوره القایی فرکانس متوسط و بالا تقسیم می شود. کوره القایی با فرکانس پایین به دلیل راندمان پایینی که دارد بیشتر به عنوان نگه‌دارنده استفاده می‌شود و برای ذوب کردن مناسب نیست.
کوره‌های با فرکانس‌های بالا نیز در آزمایشگاه‌ها برای ذوب مواد استفاده می‌شوند. از مزایای کوره های القایی می توان به توزیع یکسان حرارت، مصرف انرژی کمتر، قابل کنترل بودن ترکیبات شیمیایی و نداشتن محدودیت دما اشاره کرد.
البته استفاده از کوره القایی معایبی نیز دارد، برای مثال استفاده از جریان الکتریکی موجب افزایش هزینه‌ها می‌شود همچنین امکان تصفیه مواد مذاب شده از یکدیگر وجود ندارد به همین دلیل باید قبل از استفاده تمیز شوند.
کوره قوس الکتریکی
کوره قوس الکتریکی یکی از انواع کوره‌های الکتریکی است. در این نوع کوره یک فضای بزرگ با بدنه فولادی پوشانده شده با مواد نسوز ولوله‌های آبگرد وجود دارد که مواد اولیه با قرار گرفتن در معرض حرارت به‌صورت مذاب درمی‌آیند. این نوع کوره به دودسته قوس الکتریکی مستقیم و غیرمستقیم تقسیم‌بندی می‌شود.
در این نوع کوره حرارت در قوس الکتریکی به‌صورت مستقیم جریان پیداکرده و باعث می‌شود تا فولاد ذوب شود. به کلی کوره قوس الکتریکی در سه نوع تک فاز، دو فاز و سه فاز تولید و استفاده می شود. میزان ظرفیت تولید کوره قوس الکتریکی ۱۸۰ تا ۲۰۰ تن مواد مذاب بوده و یکی از کاربرد های آن تغییر ولتاژ ثانویه در صنعت می باشد.
از مزایای کوره قوس الکتریکی می توان به ظرفیت و قدرت تولید بالا، تولیدات با دوام و مستحکم، امکان استفاده از قراضه‌های ارزان به‌عنوان ماده اولیه ، دما و حرارت بالاتر اشاره کرد. البته این نوع کوره ها هزینه مصرفی بالایی داشته که موجب افزایش هزینه نهایی پروژه می شود.
کوره مقاومت الکتریکی
در کوره مقاومت الکتریکی المنت هایی وجود دارد که جریان الکتریکی از آن ها عبور کرده و حرارت مورد نیاز را برای ذوب مواد اولیه فراهم می کند. این نوع کوره در دو نوع گرم‌کننده مستقیم و گرم‌کننده غیرمستقیم تولید و استفاده می شود. کوره گرم کننده ی مستقیم با هدف گرم کردن و نه ذوب کردن آهن‌آلات استفاده می شود. و کوره ی گرم کننده غیر مستقیم به‌منظور اجرایی کردن عملیات حرارتی و ذوب آهن‌آلات به‌کاربرده می‌شود.
این نوع کوره به دلیل استفاده از جریان الکتریکی، هزینه‌های مصرفی بالایی دارد. همچنین ظرفیت تولید این نوع کوره‌ها حداکثر ۵۰۰ کیلوگرم است که مقدار قابل توجهی نیست.
کوره سر باز ( open hearth)
این نوع کوره ها برای مقادیر کمی از فلزات غیر آهنی به کار برده می شود و سوخت آنها گاز طبیعی یا الکتریسیته است. مزیت اصلی این نوع کوره این است که فولاد را در معرض نیتروژن اضافی قرار نمی دهد که باعث شکننده شدن آن شود. همچنین می تواند مقدار زیادی قراضه آهن و فولاد را ذوب و پالایش کند.
این نوع کوره انعطاف پذیری بالایی دارد و تقریبا آهن با هر ترکیب شیمیایی را پردازش می کند.البته که این کوره به فضایی با کف بزرگ نیاز دارد و هزینه ی اجرایی آن بالاست.
◾️سخن آخر
آهن آلات کاربرد گسترده ای در ساختمان سازی و صنعت دارند. و رایج ترین روش تولید آنها ذوب کردن در کوره و شکل دهی است. کوره ها نیز انواع مختلفی دارند و نوع آنها با کیفیت مواد خروجی رابطه‌ی مستقیمی دارد. کارخانه نبشی فولاد نصر آذربایجان از بهترین نمونه کوره های موجود در صنعت فولاد در بخش تولید خود استفاده کرده است که تماما بر اساس استانداردهای جهانی طراحی شده و مورد استفاده قرار میگیرد.
