کوره بلند
تاریخچه
کوره بلند از شکل یک گودال بصورت دو مخروط تا به شکل فعلی آن در عصر حاضردر آمده است.شکل زیر نمونه ای از این فرایند را نشان می دهد.
شکل شماره ۱
تلاش پیگیر برای رفع مشکلات در طی قرون متمادی باعث بوجود آمدن شکل امروزی کوره شده که تقریبا ثابت گردیده است.نوع جدید این امکان را فراهم می کند که کوره با فشار هوای خیلی ضعیفی که در ابتدا امکان نداشت کار کند و بعلاوه مانع از آن می گردد که بار کوره از قسمتهای سرد فوقانی به ناحیه مذاب ریخته وموجب سرد شدن مذاب گردد .بدنه کوره در ناحیه شکم کمی به داخل کشیده شده و همین تغییر شکل است که سقوط بار را در این قسمت کنترل کرده و باعث می شود تا موادی که داخل بوته می شوند بیشتر به حالت مذاب در آمده باشند.
شکل شماره ۲
در کوره های آجری اولیه هوای دم از طریق سوراخ کوچکی که در دیوار آجری کوره تعبیه شده بود وارد می گردید.ارتفاع کوره نیز حد اکثر به ۱۰ متر می رسید ولی با اختراع ماشین و امکان وارد کردن هوای تحت فشار به کوره ارتفاع و قطر کوره افزوده شده و شکل آن نیز به استوانه نزدیکتر گردید. بدنه اکثر کوره های بلند دارای شیب خیلی کمی بوده و شیب قسمت شکم کوره به سمت داخل نیز کمتر شده است .ازدیاد فشار و حجم هوای دم و همچنین مصرف کک سخت به جای زغال چوب نرم باعث شده تا بتوان بد نه کوره را به شکل مطمئنی روی پایه هائی مستقر و ارتفاع آنرا نیز به حدود ۳۰ متر رسانید.در نتیجه پیشرفت صنعت و احتیاج روز افزون بشر به نوع بهتر آهن، کوره های بلند جدید بوجود آمد.حجم مفید کوره های امروزی حدود ۲۷۰۰ تا۲۰۰۰ متر مکعب می باشد. این حجم عبارتست از فضای بین سطح فوقانی
بار تا سطح برای خروج آهن خام.
ساختمان کوره بلند :
کوره بلند عبارت است از ساختمان عظیمی که تقریبا مخروطی نزدیک به استوانه می باشد . این کوره از قسمت های مختلف با اندازه های متفاوت ساخته شده که هر قسمت دارای مشخصات مخصوصی است .ابعاد کوره به ظرفیت آن بستگی داشته و بر حسب افزایش گنجایش و نوع تجهیزات آن تغییر می کند . امروزه کوره بلند متفاوتی
در دنیا مشغول کارند که ظرفیت آنها به ۵۰۰۰ تن ئر روز هم می رسد.اما با وجود اشکالات بسیار زیاد ،صاحبان صنایع فولاد ترجیح می دهند از کوره های با ظرفیت کمتر با تعداد بیشتر استفاده کنند تا هنگام بروز خطرات احتمالی خسارات هنگفت وغیر قابل جبران را ببار نیاورد.یک کوره بلند مطابق شکل ۳ عموماً از قسمت های زیر تشکیل شده است:
۱- دهانه ۲-بد نه ۳-شکم ۴- بستر کک ۵- بوته ۶- کف ۷- پایه
شکل شماره ۳
مطابق معمول شکل هندسی کوره بلند را به پنج قسمت تقسیم می کنند.بالاترین قسمت کوره بلند را که شکل استوانه ای دارد دهانه می نامند.پس از آن بزرگترین قسمت کوره بلند قرار دارد که به شکل مخروط ناقص بوده وبدنه نامیده میشود.آنگاه پهن ترین قسمت کوره بلند قرار دارد که به شکل استوانه ای بوده و شکم نامیده می شود،سپس بستر کک قرار گرفته که به شکل کخروط ناقص وارونه می باشد.پایین تر قسمت کوره را نیز بوته می نامند که شکل آن استوانه ای میباشد.شکل کنونی کوره های بلند که حاصل چند سال تجربه دراین مورد میباشد شرایط بهتری را برای تحولات آئرودینامیکی ،فیزیکی و شیمیایی در کوره بلند بوجود می آورد.ارتفاع کامل و مؤثر کوره بلند،ارتفاع دهانه ،بد نه ،شکم،بستر کک و بوته ،قطر بوته،شکم و دهانه ،شیب دیواره های بدنه و بستر کک به ابعاد این قسمت ها بستگی دارد. حجمی از کوره که توسط مواد خام مذاب اشغال می شود را حجم مفید کوره بلند می نامند.
کف کوره از حلقه های آجر نسوز مرغوب (معمولاً از جنس آلومین ) به ارتفاع
۴-۵ متر روی پایه بتونی تشکیل شده است.
پایه کوره از بتن مسلح ساخته شده و استحکام آن باید به حدی باشد که بتواند حدود ۷۰۰۰ تن کوره و بار و متعلقات آنرا برای کوره ای به حجم ۱۲۸۰ متر مکعب تحمل کند . بین زمین و پایه یک ورق فولادی به ضخامت ۵۰ سانتیمتر قرار داده می شود تا رطوبت زمین به پایه نرسد.
مشخصات هندسی کوره بلند :
ارتفاع موثر کوره بلند عبارتست از فاصله محور مجرای آهن وسطح بار در دهانه آن.از آنجا که سطح بار همواره متغیر است،اینست که لبه پایینی زنگ بزرگ را در حالتی که پایین باشد سطح بار درنظر می گیرند.ارتفاع موثر کوره بلند به استحکام قطعات سوخت جامد بستگی دارد.اگر کوره خیلی بلند باشد،قطعات سوخت خرد شده وقطعات ریز حاصله کار آنرا مختل می کند.از طرف دیگر اگر کوره بلند خیلی کوتاه باشد بار به مقدار لازم گرم وآماده نمی شود .
ارتفاع کامل کوره بلند عبارت است از فاصله بین محور مجرای آهن ولبه بالایی مخروط بزرگ.ارتفاع کلی کوره بلند به اندازه ارتفاع مخروط ،زنگ بزرگ وفاصله ای که زنگ بزرگ پایین می رود بیش از ارتفاع موثر است.قطر بوته به مقدار سوخت مصرفی درواحد زمان بستگی دارد.تجربه ثابت کرده که هرچه قطر بوته بیشتر باشد مناسب تر است اما باید نسبت معینی بین قطر بوته و دیگر ابعاد برقرار باشد.
ارتفاع بوته عبارتست از فاصله بین محور مجرای آهن وسطح پایین بستر کک.اگر قطره کوره معلوم باشد ارتفاع آن به مقدار مذاب بستگی پیدا می کند.قطر شکم در توزیع جریان گاز در تمام سطوح مقاطع کوره بلند موثر است. نسبت قطر شکم به قطر بوته بایستی ۱۴/۱-۱۱/۱ باشد.
ارتفاع شکم:چنانچه قطر شکم ودهانه کوره بلند معلوم باشد اندازه وشیب دیواره های بدنه به ارتفاع شکم بستگی پیدا می کند.شیب دیواره های بدنه روی توزیع جریان گاز در تمامی مقاطع کوره بلند وفروکش کردن ستون مواد خام اثر می گذارد.قطر دهانه در توزیع مواد درقسمت فوقانی کوره بلند موثر است.نسبت بین قطر دهانه به قطر شکم بایستی درحدود ۷۵/۰-۶۷/۰ باشد.ارتفاع دهانه بطور قابل ملاحظه ای روی توزیع مواد تاثیر می گذارد.
ارتفاع بستر کک روی شیب دیواره های بین بوته وشکم موثرمی باشد.تنگ شدن از ارتفاعی شروع می شود که حجم مواد در اثر ذوب شروع به کم شدن می کند اگر ارتفاع بستر کک زیاد باشد تنگ شدن فضای موثر از ارتفاعی شروع می شود که مواد هنوز در حالت جامد می باشند.بنابراین بطور طبیعی فروریزی یکنواخت باررامختل خواهد کرد.اگر بستر ککخیلی کوتاه باشد شیب دیواره های آن خیلی بزرگ بوده وفروریزی یکنواخت را مختل خواهد کرد.
ارتفاع بدنه:اگر اقطار شکم ودهانه معلوم باشند، شیب دیواره های بدنه به ارتفاع آن بستگی پیدا می کند.مقدار گازی که در امتداد دیواره های بدنه حرکت می کند به شیب بدنه یعنی مقدار α بستگی دارد.هرچه زاویه α کمتر باشد جریان کناری گازها زیادتر خواهد بود.
ساختمان ووظیفه پی :
وظیفه پی کوره بلند انتقال وزن عظیم آن (مثلاً وزن کوره ای که حجم مفید آن ۳m 1033 است با مواد داخل آن در حدود ۶۰۰۰تن می باشد)بطور یکنواخت به زمین می باشد .پی از دو قسمت تشکیل شده است.قسمت اول که در بالای زمین قرار دارد پایه وقسمت دوم که در زیر زمین است کف نامیده می شود.پایه به طور مطلوب وزن کوره را تحمل کرده و آنرا به طور یکنواخت از طریق کف به زمین انتقال دهد.معمولاًساختمان پی با سکوی اطراف بوته مرتبط است.پی کوره بلند بایستی مقاوم به حرارت بوده وتحت هیچ شرایطی نباید در اثر دمای بالا ترک برداشته،تغییر شکل داده ویا ذوب شود.پی ها به دوگونه مسلح وغیر مسلح طبقه بندی می شوند.پی های غیرمسلح رااز سنگ،آجر وشفته می سازند که در دماهای بالا مقاوم نبوده واز این پی ها دیگر استفاده نمی کنند.پی کوره های جدید بتون مسلح می باشد.قسمت هایی از پی که دما در آن ها به بیش از с˚ ۲۵۰ می رسداز بتون مقاوم به حرارت ساخته شده ،در صورتیکه قسمت هایی که در دمای کمتری باشند از بتون معمولی ساخته می شوند .این بدان معنی است که می توان قسمت بالای پی رااز بتون مقاوم به حرارت ساخته و قسمت زیر آنرا از بتون معمولی ساخت . بتون را با افزودن پرکنهای مقاوم به حرارت (آجرهای خرد شونده شاموتی) مقاوم به حرارت می کنند.چسب این بتون سیمان پرتلند وذرات بسیار ریز شاموت یا خاک رس می باشد .کف کوره های بلند امروزی هشت ضلعی بوده وضخامت آن به ۴ متر می رسد.در کف کوره آرماتورهای فلزی حلقوی شکل فرا می دهند تا بتواند در مقابل تنش های حرارتی حاصله مقاومت کنند.قسمت بالای پی یکپارچه بوده وروی پایه قرار می گیرند.در کف نسوز بوته ،بلوک های بوته قرار دارد .فشار مجازی را که می توان بر زمین اعمال کرد براساس داده های زمین شناسی وآب شناسی محل مربوطه حساب می کنند.اگر زمین خیلی سست باشد هم می توان سطح کف پی را بزرگتر کرد وهم می توان با فروکردن تیر های محکم به زمین کف را مستحکم نمود. تمام این کار به خاطر جلوگیری از تغییر شکل کوره بلند یا تاسیساتی است که کوره با آنها بهنگام نشست زمین مرتبط می باشد. حد مجاز نشست پی کوره بلند ۱۰۰ میلی متر بوده و حد مجاز غیر یکنواختی نشست ۰۰۱/۰ میلیمترمیباشد.نشست غیر یکنواخت سیستم بارگیری کوره را مختل می کند زیرا زنگ بزرگ که توسط میله ای آویزان است دیگر بر محور عمودی کوره بلند منطبق نشده و هنگام بستن زنگ بزرگ که توسط میله ای آویزان است دیگر بر محور عمودی کوره بلند منطبق نشده و هنگام بستن زنگ بزرگ باعث برخورد آن با قیف می شود که توزیع نامناسب بار را در کوره باعث می شود..دهانه کوره بلند باید خیلی متراکم ساخته شود تا حفره ای نداشته و یا هیچ قسمت از آن توسط مواد خلل و فرج دار پر نشده باشد،زیرا آب براحتی می تواند وارد فضاهای خالی شود.ستونهائی که بدنه کوره بلند را نگهداری می کنند نیز روی پی تکیه دارند.قسمتی از فضای خالی بین پایه و پوسته کوره بلند که دربالای سطح زمین قرار دارد را بوسیله یک لایه از آجر های شاموتی به ضخامت ۳۴۵ میلیمتر می پوشانند.فاصله بین لایه آجری و پایه که ۱۰۰ میلیمتر می باشد از مخلوط کربن متشکل از ذرات آسیاب شده کک (۸۵%) و قیر که به عنوان چسب بوده و دمای نرم شدن آن с ˚۱۲۰ می باشد ساخته شده که بالاتر از نقطه تبخیر آب بوده و بنابراین قبل از اینکه قیر فضای مذاب بین ذرات کک را پر کند آب تبخیر می شود. برای افزایش طول عمر و اطمینان از پخش فشارروی صفحه نگهدارنده پی پیش بینیهای زیر انجام می شود.
۱- بوته را از بلوک های کربنی که ضخامت آنها بسیار زیاد است می سازند.
۲- پایه را از بتون مقاوم به حرارت می سازند.
۳- مقداری حرارت از پایه به علت تابش حرارتی پوسته کوره بلند به خارج منتقل می شود. هر چند بین بلوک های بوته و پایه سیستم هواگرد قرار می دهند ،حد مجاز دما در پایه с ˚ ۱۱۰۰ و در صفحه نگهدارنده(کف) с ˚ ۲۵۰ می باشد.سرد کن های بین بلوکها ی بوته و پایه برای محافظت بهتر پی در مقابل اثرات تخریبی حرارت می باشد. این سرد کن ها عبا رتند از تعدادی لوله که هوای فشرده توسط کمپرسور در آنها جریان دارد. در جریان کار کوره بلند ،آجر نسوزها ی بوته بتدریج سوخته شده و د مای پی تعدادی ترموکوپل در داخل آن قرار داده و داده های حاصل به دستگاه ثبات و اندازه گیری که در اطاق سرپزست کوره قرار دارد منتقل می شود.
بوته :
آجر چین بین بوته و پایه پی را بلوک بوته نامیده و قسمت فوقانی بلوک را کف بوته می نامند. به علت تجمع مذاب و در نتیجه سوختن کک ،دما در قسمت پایین بوته بسیار زیاد می باشد.بنابراین آجر چینی بلوک بوته و دیواره های آن از مهمترین قسمت آجر چین کوره بلند می باشند.به علت پوشیده شدن سطح آجر چین بوسیله مذاب، مقداری آهن وارد مفاصل بین آجا ها می شود.فشار ناشی از انبساط آهن ، آجر ها را خرد کرده و از آنجا که وزن مخصوص آجرها از آهن کمتر است قطعات آجر به سطح مذاب آمده و روی آن شناور می ماند.
برای حفاظت آجر چینی بلوک های بوته را در برابر تخریب شدید مذاب،منطقه مرده ای بین بلوک بوته و مجرای آهن پیش بینی شده است . ارتفاع منطقه مرده عبارتست ازفاصله بین سطح فوقانی آجرچین بلوک بوته و محور مجرای خروجی آهن.در کوره های مدرن بسته به اندازه کوره ارتفاع منطقه مرده از ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ میلیمتر تغییر می کند.طول عمر بلوک بوته ۱۰ سال و گاهی نیز بیشتر است .فاصله زمانی بین روشن کردن کوره بلند و اولین تعمیر اساسی یا فاصله زمانی بین دو تعمیر اساسی بطول عمر بلوکهای بوته بستگی دارد.استفاده از روشهای جدید که در اثر پیشرفت تکنولوژی حاصل شده است(افزایش فشار گاز در دهانه ،افزودن اکسیژن به هوا و غیره) شرایطی را که بلوک بوته تحت آن قرار دارد سخت تر کرده است. بنابراین امروزه بلوک بوته را از موادی از قبیل نسوزهای کربنی یا آلومینیومی که می توانند در مقابل حرارت و اثر مخرب مواد مذاب مقاومت کنند،می سازند. برای خشک کردن آجر چین بوته بین پوسته کوره بلند و بلوک بوته صفحات هوا نصب کرده اند.کف بلوک بوته را بوسیله لوله های هوا که از زیر آن می گذرد خنک می کنند.فضای بین سرد کن ها وپوسته کوره بلند را بوسیله ملات شاموت- سیمان پر می کنند.فضای بین آجر چین و سرد کن ها (۹۰ تا ۱۲۰ میلیمتر) را بوسیله خمیر گرم کربن پر کرده و سپس می کوبند. وظیفه این لایه جلوگیری از ترک برداشتن پوسته در اثر پوسته در اثر انبساط آجر چین می باشد.
برای جلوگیری از اکسایش بلوکهای کربنی بوته ،بین پایه و آجر نسوز و بلوک بوته یک صفحه فلزی کار گذاشته اند.قسمت پایین بلوک بوته را با بلوک های کربنی یا گرافیتی مکعب مستطیل ساخته و در مرکز آن بلوک ها را به طور عمودی و در اطراف به طور افقی کار می گذارند.حد مجاز عرض فضای بین بلوک ها ۵/۲ میلیمتر می باشد .قسمت بالای بلوک بوته که نزدیک به دیواره میباشدرا با بلوک های ذوزنقهای می سازند.حد مجاز فضای بین این بلوک ها ۲/۱ میلیمتر می باشد. درز های عمودی آجرها به صورت منکسر می باشد. آجر ها را بوسیله خمیر کربن که قبلا تا دمای ۳۰ الی ۵۰ درجه سانتیگراد برای افزایش حالت کشسانی گرم شده است بهم می چسبانند. پس از ساختن هر لایه بایستی سطح آنرا (از نظر صاف وافقی بودن)وعرض فضای بین بلوکها را کاملاً کنترل کرده وچنانچه اشکالی نباشد می توان لایه دیگر را کار گذاشت.معمولاً سطح بالایی لایه آجرها(یا بلوک ها)را به وسیله ماشین سنگ ساب، صاف وهم سطح می کنند.
قسمت مرکزی بلوک بوته را با بلوک های کربنی یا آجرهای بزرگ شاموتی که دارای آلومین زیاد می باشند(۶۵% AL2O3 ) می سازند.اگر قسمت مرکزی بلوک بوته را با بلوک ها بسازند در این صورت آن ها را افقی قرار می دهند و چنانچه با آجرهای بزرگ بسازند آجرها را عمودی قرار می دهند .آجر های بوته با آلومین زیاد را با لایه ای از ملات نازک بهم می چسبانند.آجرها را در لایه های افقی کار می گذارند تا درزها به صورت خط منکسر در آیند بگونه ای که لایه بالایی به اندازه ۳۰˚ ۲۰نسبت به پایین دوران داشته باشد.زاویه بین درزهایلایه بالایی بلوک بوته و محور مجرای آهن بایستی˚ ۴۵ باشد. فضای خالی باقی مانده بین بلوک های کربنی وآجر های با آلومین زیاد را که به عنوان پوشش کوره بلند بکار رفته اند به وسیله خمیر کربن پر می کنند.
ابعاد آجرهایی که برای بوته استفاده می شود ۱۰۰*۲۰۰*۴۰۰ میلیمتر می باشد. بلوک های بوته کوره بلند ی که حجمش به بیش از ۱۰۰۰متر مکعب برسد از ۱۴-۱۰لایه تشکیل شده است .خمیر کربنی که برای پر کردن فضای بین آجرچین و سرد کن ها استفاده می شود از دانه های ریز کک وکمی قیر تشکیل شده که پس از کوبیدن بصورت لایه جامد ودیرگداز بسیار مطلوبی در می آید.
الف-آجرچین واسکلت بوته :وقتیکه دربوته کوره بلند دما به حداکثر خود رسید،مذاب به صورت قطراتی به درون آن چکیده می شود.دیواره قسمت های پایینی بوته کوره بلند همواره به وسیله آهن خام وسرباره که دارای دمای زیاد است پوشیده شده است .آجرچین قسمت بالایی بوته (درمنطقه احتراق کک) نه فقط به وسیله سرباره ومذاب ،بلکه توسط گازهای گرمی که از اکسایش کک ایجاد می شوند فرسوده می شوند.بدین جهت آجرچین را به طور موثری به وسیله دستگاههای سردکن صفحه ای سرد می کنند.صفحات بین سردکن ۱۲۰-۷۰ میلیمتر می باشد که با دقت زیادی به وسیله خمیر کربنی پر شده است. این لایه کربنی که وضعیت حرارتی کوره ها را در این قسمت حفظ می کند از نفوذ گازها جلوگیری می کند به علاوه خمیر کربنی از ترک خوردن پوسته کوره بلند در اثر انبساط نسوزها جلوگیری می کند.در بوته مجرایی که از آن آهن خام و مجرایی که از آن سرباره عبور می کند و دستگاه های دم برای دمیدن هوا بدرون کوره قرار دارد کیفیت نسوزهای بوته باید عالی بوده ودقت در آجرچینی آن نیز باید خیلی زیاد باشد. در کوره های بلند امروزی قسمت پایین بوته را با بلوک های کربنی آجرچینی کرده و قسمت بالای آن را با آجرهای بزرگ شاموتی آلومین دار آجرچین می کنند.
ضخامت درز های عمودی وافقی کمتر از ۵/۰ میلیمتر بوده وحد مجاز درزهای حلقوی
۵/۱ میلیمتر می باشد،آجرها به وسیله ملات خاک نسوز شاموت بهم چسبیده می شوند.
بایستی دقت نمود که تمام درزها دریک ردیف نبوده وآجرها کاملاً بهم چسبیده باشند.
به علت دقیق نبودن اندازه آجرها ، ممکن است سطح آجرچین ناهموار باشد. این ناهمواریها را باید هنگام آجر چینی به وسیله ماشین های پرداخت کننده رفع نمود.
بستر کک وشکم :
در کوره های بلند امروزی دیواره بستر کک را نازک و دیواره شکم را ضخیم می سازد شکم کوره بلند با دیواره نازک عملاً نتیجه مطلوبی نداشته زیرا هرچه این دیواره نازکتر باشد دستگاه های سردکننده سریعتر آن را خنک کرده و این امر سبب می گردد که در روی این دیواره قشر جامدی از سرباره وآهن خام تشکیل شود.
قبل از شروع به آجر چینی شکم ، دیواره ضخیم سطح حلقه نگهدارنده را برای تراز بهتر ملات ،شاموت و خاک نسوز می پوشانند. روی لایه صاف ملات دو رد یف آجر می چینند.آنگاه روی این آجرها دستگاه های سرد کن افقی را بوسیله ملات-شاموت و خاک نسوز نصب می کنند و باین ترتیب آجر چین در تمامی دیواره شکم ادامه پیدا
می کند. شکم با دیواره ضخیم را از آجرهای شاموتی و ملات سریع سخت شده و افزون سیمان آلومین دار یا با ملات شاموت – خاک نسوز ساخته می شوند. حد مجاز ضخامت درزهای آجر چین زیر دستگاه سرد کن افقی ۳ میلیمتر می باشد.ضخامت دیواره نسوز در قسمت پایین شکم ۶۹۰ میلیمتر است.قسمت های خارجی شکم کوره بلند بوسیله سرد کننده ها ی صفحه ای عمودی سردمی شود،فاصله بین دستگاه های سرد کن و آجر چین ۲۰۰ میلیمتر بوده که بوسیله مخلوط پنبه نسوز شاموت یا از سرباره شاموت پر می شود، این ماده را مرطوب کرده و بداخل درز فرو می کنند، همچنین از این ماده برای پر کردن فاصله بین دستگاه های سرد کن و پوسته کوره استفاده می شود .هنگام آجر چینی شکم بایستی دقت نمود که درز ها در یک ردیف نبوده و آجرها کاملاً بهم چسبیده باشند. ضخامت درزها نباید از یک میلیمتر تجاوز کند.آجرها بوسیله ملات شاموت خاک نسوز بهم چسبانده می شوند.ضخامت آجر چین نسوز بستر کک ۳۴۵ میلیمتر می باشد. آجر چین بوسیله دستگاه های سردکن صفحه ای سرد می شود.ضخامت دستگاه های سرد کن صفحه ای ۲۷۰ میلیمتر می باشد. سردکن صفحه ای از یک لوله مارپیچ باریک فولادی بدون درز تشکیل شده که داخل یک صفحه چدنی قرار گرفته است. فاصله بین دستگاه های سرد کن و پوسته را از ملاتی که برای آجر چینی بکار می رود پر می کنند.آجر چین نسوز بستر کک سریع سوخته و از بین می رود که در نتیجه سرد کن ها بوسیله سرباره جامد پوشیده می شود.
بدنه ودهانه :
برای خنک کردن از دو نوع دستگاه سرد کن که بطور شطرنجی نصب شده اند استفاده می شود. دستگاههای سرد کن نوع اول همان سرد کن صفحه ای می باشد که برای سرد کردن بلوک های شاموتی بوته بکار می رود. ضخامت آجر چین بدنه در قسمت از همه بیشتر بوده بطوریکه هنگام بالا رفتن بتدریج از ضخامت آن کاسته می شود.آجرچین بدنه کوره از آجر های نسوز شاموتی است که بوسیله ملات – شاموت-خاک نسوز سریع سخت شده و بهم چسبانده شده اند. خرابی و فرسایش آجر چین نسوز در قسمت های میانی و بالایی بدنه کوره بلند ناشی از عوامل متعددی می باشد . فرسایشی که در اثر جریان شدید گازی که با سرعت زیاد در نزدیکی دیواره کوره بلند جریان دارد از همه بیشتر است،زیرا گاز بهمراه خود مقدار زیادی از ذرات ریز سخت را که باعث فرسودگی آجر نسوز می شود حمل می کند.هر چه سرعت گاز بیشتر باشد بهمان نسبت نیز آجر چین بیشتر فرسوده می شود.یکی از عوامل دوده کربن است که در قسمت های بالایی و میانی بدنه کوره بلند طبق واکنش C+ 2 CO CO 2 در منافذ آجر ها رسوب کرده و باعث خرابی آنها می شود . فرسایش بدنه کوره بلند به میزان قابل ملاحظه ای از فرسایش آجر چین بلوک های شاموتی بوته بیشتراست . بدین جهت برای تعمیر بدنه، کوره را برای تعمیر اساسی درجه دوم متوقف می کنند. تعمیر متوسط۱۲-۱۰ شبانه روز طول می کشد.آجر چین بدنه در یک زمان و در ارتفاعات مختلف انجام می گیرد، اینکار بمیزان قابل ملاحظه ای زمان تعمیر را کوتاه می کند.عملیاتی که زیاد کار می برند، مانند حمل آجر و ملات ، آماده سازی و پرداخت تماماً ماشینیزه می شوند.
برای انتقال آجر در سطح افقی و شیب های کم از نوار نقاله و برای نقل مکانهای دیگر از آسانسور استفاده می شود.برای نقل مکانهای مختلف از نوار نقاله های زنبیلی شکل استفاده می شود.ملاتها را در دستگاه های مخلوط کن الکتریکی آماده کرده و سپس بوسیله پمپ هوا به محل مورد نظر انتقال می دهند.آجر چین قسمت استوانه ای بدنه ودهانه در زمان های بارگیری در اثر ضرباتی که دائماًبه آنها وارد می شود،فرسوده می شود.برای حفاظت آجر چین ها از تخریب سریع ،آنها را بوسیله صفحات فولادی که خنک نمی شوند و ارتفاع آنها نیز۳-۵/۲ متر می باشند می پو شانند. لایه محافظ از آهن مقاوم به حرارت تهیه می شوند و ضخامت آن ۱۲۰-۱۰۰ میلیمتر می باشد. آن قسمت از دهانه که بوسیله صفحات محافظ پوشیده شده از شاموت با آلومینای زیاد و ملات شاموت سیمان و یا خاک نسوز ساخته می شود. فاصله بین آجرچین و پوسته کوره بلند با این ملات ها پر می شود ،ضخامت درز آجر هادر اینجا نباید از ۳ میلیمتر تجاوز کند.صفحات محافظ روی میله های عمودی که به دیواره پوسته کوره بلند نصب شده لولا می شوند، صفحات بوسیله پیچ بهم مربوط می شوند.لولا کردن صفحات محافظ مثل لولا های درب وپنجره بوده و این به خاطر آنست که هنگام انبساط آجرچین در اثر حرارت صفحات محافظ بتواند آزادانه به طرف بالا حرکت کنند.چنانچه صفحات محافظ ثابت باشند پوسته فلزی در اثر فشار حاصل از انبساط ترک خواهد خورد.
قسمت فوقانی پوسته کوره بلند گنبدی شکل و مانند مخروط ناقص می باشد که در بالای آن حلقه اتکا نصب شده و آنگاه دستگاه باردهی مواد در کوره بلند کار گذاشته شده است. قسمت گنبدی شکل باید در دمای زیاد که هنگام دمش کوره و تاخیر در باردهی و با هنگام تخلیه برای تعمیر ایجاد شود مقاوم باشد. افزایش دما از یک حد معین موجب تغییر شکل پوسته کوره و اختلال در کار دستگاه باردهی می شود. قسمت گنبدی شکل کوره بلند بوسیله آجرهای نسوز یا صفحات چدنی که در داخل آنها آجرقرار داده شده است،پوشیده می شود.در ناحیه ای که گاز جریان دارد آجرچینی باید خیلی با دقت انجام گیرد.فاصله بین صفحات و پوسته گنبدی شکل ۳۰-۱۵ میلیمتر است،این فضا بوسیله ملات شاموت سیمان یا شاموت –خاک نسوز پر می شود.
پوسته کوره بلند :
پوسته کوره بلند از ورقه های فولادی استوانه ای و مخروطی شکل ساخته شده که روی آجرچین کوره بلند را می پوشاند.وظیفهآن حفاظت آجرچین در مقابل فشار مواد اولیه و گازها وهمچنین جدا سازی قسمت داخلی کوره از محیط اطزاف آن می باشد .بست های سکوی دهانه و لوله های خروجی گاز کاملاً به قسمت فوقانی پوسته محکم شده اند.ضخامت ورقه های اطراف دهانه وپایه کوره بلند تا ۳۰ میلیمتر برای اطراف بوته تا ۲۴ میلیمتر برای اطراف بستر کک و ۳۲ میلیمتر برای اطراف بوته و برای بلوک های بوته تا ۳۶ میلیمتر می رسد.پوسته فلزی کوره بلند از ورق های نرم فولاد کربنی ساخته شده است.
پس از مقداری سایش پوشش، پوسته کوره بلند تحت تأثیر حرارت زیاد قرار گرفته و لازم است توسط آب خنک شود.از آنجائی که پوسته باید در مقابل دمای تنش های حاصل از انسداد مواد و تنش های حاصله از نشت مواد که دارای خم های بسیار است مقاوم باشد، با توجه به استاندارد های تکنیکی ضخامت پوسته را از فرمول تجربی زیر بدست می آورند.
۸۶ش
کهدرآنD پوسته بر حسب متر و ضخامت پوسته بر حسب میلیمتر وK ضریب تناسب می باشد.
پس از اینکه ۲۰ روز از شروع کار کوره بلند گذشت، تنش ها در پوسته کوره بلند تثبیت شده و پس از ۶ ماه نیروی وارد به پوسته کاهش می یابد.اطراف سوراخهای پوسته را که لوله های سرد کن یا پیچ های اتصال دهنده سرد کن به پوسته از آنها عبور می کنند بایستی با جوش برق پر نمود. این موضوع بویژه موقعی که کوره بلند با فشار زیاد کار می کند بسیار مهم می باشد حتی یک منفذ کوچک نیز باعث خرابی پوسته شده و بنابراین پوسته برای گاز کاملاً غیر قابل نفوذ باشد ، زیرا تداوم و یکنواختی کار کوره بلند به آن بستگی دارد.هنگامی که کوره بلند کار می کند هیچ قسمت از پوسته نباید در اثر گرما سرخ شود،چه در اینصورت آن قسمت تاب برداشته و بزودی فرسوده و خراب می شود. و یا اینکه آجرچین کاملاً متراکم نبوده و قسمتی یا تمام آجرسوخته شده باشد.برای محافظت از پوسته بطور موقت فضای خالی بین آجر و پوسته را بوسیله ملات نسوز پر می کنند. برای این کار بالای فضای خالی پوسته را سوراخ کرده و لوله ای به قطر ۲۰۰ تا۳۰۰ میلیمتر که دارای شیر مسدود کننده می باشد به این سوراخ جوش می دهند. سر دیگر این لوله را به لوله خرطومی که ملات را وارد فضای خالی می کند وصل می کنند. برای کنترل در پر شدن فضای خالی لوله ای دیگر به همین شکل را که دارای شیر مسدود کننده می باشد به سوراخی که در پایین این فضا ایجاد شده است جوش می دهند . پس از پر شدن فضای خالی ملات از لوله پایینی شروع به خارج شدن می کند ، در این موقع شیر مسدود کننده لوله بالایی را بسته و لوله خرطومی پمپ را از آن جدا می کنند. فضای خالی پشت پوسته را می توان از روی رنگ سرخ پوسته یا صدای حاصله از آن در اثر ضربه زدن با چکش تشخیص داد.
سطوح مختلف پوسته کوره روی ستونهایی تکیه دارد به همین دلیل قسمت پایین پوسته بدنه به حلقه تکیه گاهی منتهی شده است. این حلقه وزن پوسته و آجرچین بدنه به حلقه تکیه گاهی منتهی شده است. این حلقه وزن پوسته و آجرچین بدنه را به ستون ها انتقال می دهند. قسمت های پایینی ستونها روی پی کوره بلند به حلقه نگهدارنده وزین که در پی کار گذاشته اند محکم شده اند در بعضی موارد کفشکهای مخصوصی ،(صفحات ضخیم فلزی ) برای کم کردن فشار مخصوص وارد به پی زیر ستونها قرار می دهند.
کوره های بلند مدرن دارای چهار ستون می باشند. برای پایداری بهتر و آسان تر شدن کار در اطراف بوته ، ستونها تا حدودی اریب نصب می شوند تا هنگام فوران مواد مذاب هیچ گونه آسیبی به آنها نرسد. این ستونها را بوسیله مواد نسوز می پوشانند.
مجاری مذاب و سرباره :
مواد خام از دهانه کوره وارد شده و فلز مذاب و سرباره از پایین و گاز متصاعد از بالای کوره خارج می گردد. اینک به شرح مجاری خروج مذاب و سرباره می پردازیم.
الف- مجرای خروج مذاب: این مجرا در قسمت آجری دیواره کوره تعبیه شده و دارای مقطعی مربع به اندازه ۳۰-۲۰ سانتیمتر می باشد. مقطع این مجرا ممکن است به شکل مربع مستطیل باشد که در کف کوره و در بعضی کوره ها ۵۰ سانتیمتر بالاتر از کف آن قرار گرفته است. در حالت اخیر بین این مجرا و کف کوره فضای مرده ای پر از فلز مذاب بوجود می آید که کف کوره را محافظت می کند. مزیت حالت اول نیز این است که تمام مذاب خارج می گردد.مجرای فلز مذاب با قالبی آهنی مسلح شده و توسط خنک کننده قوی که از چدن ساخته شده سرد نگهداشته می شود.در اطراف مجرای خروج مذاب سیستم آبگرد نصب نمی شود زیرا نشت احتمالی آب از این خنک کننده ها و تماس آن با مذاب باعث انفجار می گردد. این مجرا بوسیله یک گلوله توپ که از گل رس مخلوط با ۲۰-۱۰ درصد خاک کک ساخته شده مسدود می شود. نیروی لازم برای این کار فشار بخار ،هوای متراکم و یا تلمبه مارپیچی شکل ارشمیدس است. در موقع بستن مجرای مذاب لازم نیست جریان هوای د م را قطع کنیم در حالی که در گذشته که بستن مجرا با دست صورت می گرفت ناچار به قطع جریان هوا بودند.مجرای مذاب معمولاً هر پنج ساعت یکبار برای خارج کردن مذاب باز می گردد. جهت باز کردن آن ابتدا توسط مته ای تا آنجا که ممکن است مجرا را سوراخ کرده و با قیمانده آنرا توسط دستگاه اکسیژن باز می کنند.بدین طریق که یک قطعه چوب سرخ شده و یک تکه گونی آغشته به نفت را داخل مجرا قرار داده و با دستگاه اکسیژن آنرا مشتعل می کنند.این قطعه چوب یا گونی به نوبه خود لوله فولادی دستگاه را که دیواره نازکی دارددارد سوزانده و اکسید آهن FeO) ) حاصله با سیلیس گلوله رس در داخل مجرا تشکیل سیلیکات آهن می دهد.
SiO3 Fe FeO+SiO2
سیلیکات آهن حاصله دارای نقطه ذوبی پایین بوده که فوراً ذوب و به مجرا باز می گردد. مدت این عملیات حدود یک دقیقه است. به هنگام سوراخ کردن مجرا باید کمال دقت به عمل آید که به شکلی راست و مستقیم اجرا گردد چه در غیر اینصورت یعنی در صورتی که مجرا انحراف پیدا کتد بستن آن دیگر میسر نبوده و ناچاریم هوای دم کوره را قطع،فلز مذاب را خارج، مجرا را کلاً خراب ، آنرا دوباره ساخته و با گلولهای مسدود کنیم،آنگاه باز کردن مجرا به شکل صحیح از سر بگیریم .
ب- مجرا ی خروج سرباره :این مجرا به فاصله ۴۰/۱ تا۹۰/۱ متر بالاتر از کف کوره در سمت زیر لوله های دم فرا گرفته است.مجرای سرباره زاویه ˚۹۰ با مجرای مذاب تشکیل می دهد یعنی در امتداد مجرا ی اخیر قرار نگرفته است. مجرا ی سرباره را معمولاً با آب سرد می کنند. جهت ساختن این مجرا فضایی به قطر ۶ سانتیمتر در آجرهای جداره باقی گذاشته، سرد کننده را در این قسمت نصب و فاصله بین سرد کننده و دیواره کوره را با گل رس مرغوب پر کرده ،آنگاه سرد کننده دومی را داخل این سرد کننده و سرد کننده سومی را داخل سرد کننده دومی کار گذارده ، با کار گذاشتن سرد کننده دومی قطر مجرا به ۱۵ تا ۲۰ سانتیمتر و پس از نصب سرد کننده سومی به ۵ تا ۵/۷ می رسد، زیرا گرمای درونی سرباره از گرمای درونی مذاب که همان دمای کوره است کمتر است و با این ترتیب سرباره زودتر سرد می گردد . مجرای سرباره را با یک توپی می بندند. در کوره های جدید دو مجرا برای سرباره تعبیه شده است که این دو در راستای ˚۱۸۰ نسبت به یکدیگر و در دو ارتفاع با اختلاف ۱۵ سانتیمتر ساخته شده اند. تناوب خروج سرباره از کوره بستگی به عیار کانی دارد، هر چه عیار سنگ آهن کمتر باشد، مقدار سرباره بیشتر و در نتیجه باید به دفعات بیشتری از کوره خارج گردد. ارتفاع سرباره را در کوره بلند از داخل لوله های دم می توان دید. در کوره بلند باید محاسبه دقیقی صورت گیرد و بر حسب مقدار سرباره ای که تولید می شود ، محل مجرا ی آن به دقت تعیین شود.تخلیه مذاب و سرباره باید دارای یک فاصله زمانی باشد ،ارتفاع مذاب نباید تا لبه مجرا ی سرباره و ارتفاع سرباره نیز نباید به لوله های دم برسد.
لوله های د م :
دم داغ ازبرج های گرم کننده توسط کمپرسور هایی قوی وارد لوله اصلی و از این لوله داخل لوله ای کمربندی که کوره را احاطه کرده است می شود . از این لوله، لوله هایی گردن غازی شکل جدا شده و به لوله های دم متصل می گردد .لوله های دم در انتهای خود دارای افشانکی است که هوا ی دم از آن به داخل کوره دمیده می شود.لوله های دم کمی در داخل کوره پیش رفته که باعث می شود تا حرارت هوای دم به پوشش نسوز کوره لطمه ای نزند.قطر لوله های دم برای کوره های بزرگ ۱۷۵ تا ۲۰۰ میلیمتر می باشد.زیر لوله های گردن غازی ،شیشه ای تعبیه شده که از وراء آن می توان داخل کوره را دید ومذاب کوره را کنترل نمود. تعداد لوله ها بر حسب میزان هوا و ظرفیت کمپرسورها بین ۸ تا ۱۲ عدد تغییر می کند.این لوله ها مستقیماً زیر شکم کوره در ناحیه بوته قرار گرفته است .لوله های دم تحت شرایط سخت ودقیقی باید کار کرده وبه گونه ای نصب شوند که تعویض آنها به سهولت امکان پذیر گردد.این نکته را در این جا باید اضافه کرد که دمای کوره در سطح لوله های دم ممکن است به с˚ ۱۷۰۰ برسد در حالی که دمای شروع واکنش کوره که بستگی به دمای اولیه بار کوره دارد ممکن است تا с˚۱۲۰۰پایین باشد .
ساختمان دمنده های هوا :
هوای گرم شده در دمای ۱۲۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتی گراد از هوا گرمکن ها توسط لوله اصلی وارد لوله کمربندی شد ه و از آنجا توسط دستگاه های دمنده وارد کوره بلند می شود . قطر داخلی لوله کمربندی که دور کوره بلند کشیده شده در بسیاری از کوره ها به۱۵۰۰ میلیمتر می رسد.داخل لوله اصلی و لوله کمربندی را بوسیله آجر شاموتی می پوشانند.در فواصل معینی یک فاصله حلقوی بین درز آجرها به عرض ۲۰ تا ۳۰ میلیمتر پیش بینی شده است.این فاصله از صدمه زدن به پوسته لوله ها هنگام انبساط آجرها جلوگیری می کند. فاصله بین پوسته لوله و آجرها را نیز به ضخامت ۱۰ تا ۱۲ میلیمتر از ورق های پنبه نسوز یا با لایه ای به ضخامت ۲۰ میلیمتر از مخلوط پنبه نسوز و خاک نسوز پر می کنند. هوا از درون این لوله حلقوی توسط دستگاه دمنده که در بوته تعبیه شده بدرون کوره فرستاده می شود. قسمتهای مختلف دمنده هوا درشکل نشان داده شده است.
منطقه جلوی دستگاه دمنده هوا از سه قسمت : سردکننده اولیه ، سرد کننده ثانویه و شیپورک هوا (دمنده هوا ) تشکیل شده است.
۱-خروسک ۲-تعلیق ۳ لوله شاخه ای ۴- فلنج ۵- لوله کمربندی ۶- زانوی اتصالی ۷- سوراخی که از طریق آن مقدار هوا اندازه گیری می شود ۸- زانوی ثابت ۹- سوراخی که داز طریق آن تنظیم کننده نصب می شود ۱۰- فلنج ۱۱- سرد کن او لیه ۱۲- سردکن ثانویه ۱۳- شیپورک ۱۴- لوله استوانه ای ۱۵- شیار حلقوی ۱۶- زانوی متحرک
تعداد دمنده ها به قطر بوته بستگی دارد. در کوره ای به حجم ۱۰۳۳ متر مکعب تعداد دمنده ها ۱۴ عدد می باشند.
سرد کننده ثانویه عبارت است از یک قسمت ریخته شده از چدن به شکل مخروطی که بوسیله آب سرد می شود. آب در لوله ای که در جداره سرد کن کار گذاشته شده جریان می یابد. سرد کن ثانویه به فلانچی که به بدنه بوته جوش داده شده است پیچ و مهره می شود بین فلانچ و سرد کننده ثانویه یک قیطان پنبه نسوز گذاشته می شود.
دستگاه سرد کن اولیه از مس ریخته گری بوده و دارای حفره داخلی برای گردش آب می باشد. آب به قسمت های جلویی دستگاه های سرد کن هدایت شده و از قسمت عقبی آن خارج می شود . سرد کن های اولیه نیز مخروطی شکل بوده و در حفره مخروطی شکل سرد کن ثانویه نصب می شوند. اهمیت سردکن اولیه وسرد کن ثانویه در سرد کن شدید آجرچین بوته کوره بلند که در نزدیکی محل احتراق قرار گرفته می باشد. بعلاوه این سرد کننده ها باعث عایق بندی دمنده ها شده و مانع خروج گاز از کوره بلند می شوند. شیپورک یا دمنده در حفره مخروطی شکل سرد کن اولیه قرار گرفته و تا عمق ۲۰۰ تا ۳۰۰ میلیمتر ی در کوره پیش رفته اند. شیپورک عبارت است ازبدنه توخالی مسی ریخته شده یا جوش داده شده که قسمت خالی آن هنگام کار بوسیله آب پر می شود قطر داخلی شیپورک از ۱۵۰ تا ۱۸۰ میلیمتر تغییر می کند.هوا از لوله کمر بندی دور کوره توسط لوله زانوئی ثابت ،لوله زانوئی متحرک ،لوله استوانه ای وارد شیپورک می شود.علت اینکه چنین ساختمان پیچیده ای را تکه تکه ساخته اند این است که اگر قسمتی از آن خراب شود بتوانند آنرا براحتی تعویض نمایند. زانوی متحرک دارای دریچه هایی است که بوسیله آنها اپراتور می تواند آنچه را که داخل کوره اتفاق می افتد دیده و رنگ شعله سطح سرباره و مذاب را کنترل نماید.از آنجا که در جلوی دمنده ها کک وجود داشته و هوا با دمای с˚۱۰۰۰ هم به آن دمیده می شود در نتیجه احتراق طبق واکنش گر ما زای CO2-Q C+O2 صورت می گیرد. با دور شدن از جلوی دمنده در فاصله ۲۰۰/۱ متری چون دما خیلی بالاست و میزان کک نیز در بار زیاد است، CO2 ناپایدار بوده و طبق واکنش گرماگیر به تبدیل می شود. مراحل کار در نمودار زیر به تصویر کشیده شده است.
لوله ها ی خارج کننده گاز :
گاز متصاعد از کوره بلند توسط چهار لوله قطور و متقارن از دهانه کوره به خارج انتقال می یابد.قسمت عمده گرد و غبار موجود در گاز به علت ارتفاع زیاد کوره بدرون آن می ریزد . در بالاترین نقطه هر یک از لوله های فوق یک شیر اطمینان نصب شده که بطور خود کار ضربات ناشی از سقوط قسمتی از بار رابه داخل کوره با خارج کردن مقدار گاز خنثی می کند. چها ر لوله مزبور به دو لوله بزرگتر و این دو لوله به یک لوله اصلی متصل می گردند.
دستگاه باردهی :
برای باردهی مواد خام بدرون کوره بلند از دستگاهی استفاده می شود که شامل زنگ بزرگ ،قیف بزرگ ،محفظه گاز، زنگ و قیف کوچک و قیف دریافت کننده می باشد. در شکل زیر این اجزا به ترتیب شماره گذاری شده اند.
۱- قیف گردان
۲- قیف دریافت کننده
۳- زنگ کوچک
۴- محفظه گاز
۵- قیف زنگ بزرگ
۶- زنگ بزرگ
زنگ بزرگ و قیف آنرا از فولاد منگنزی که در حدود (۱۱ تا ۱۴ %) منگنز دارد ریخته گری می کنند. ضخامت جداره آنها ۶۰ میلیمتر است. سطوح تماس زنگ و قیف را با آلیاژ محکمی پوشانده و سپس آنها را نسبت به هم آب بندی می کنند . حد مجاز فاصله آزاد بین زنگ و مخروط حد اکثر ۱/۰ میلیمتر بوده بطو ریکه آب بندی برای جلوگیری از خروج گاز کوره الزامی است. از طرف دیگر چنانچه آب بندی برای خوب نباشد در مدت کوتاهی سیستم باردهی خراب شده و از کار می افتد، زیرا بهنگام بالا رفتن فشار داخل کوره چنانچه گاز نشست کند، ذرات ریز همراه با گاز گاز بسرعت باعث افزایش منافذ کوچک می گردد . میله زنگ بزرگ در درون یک میله توخالی که نقش نگهدارنده زنگ کوچک را باز می کند قرار دارد . این میله ها به وزنه های متعادل کننده متصل می باشند که با کمک جر ثقیل الکتریکی یا سیستم های هیدرولیکی و وزنه های معادل به سمت بالا حرکت داده شده و زنگها بطرف پایین حرکت کرده و مواد بار می شوند.
زنگ کوچک از فولاد منگنزی ریخته شده است . قسمت بالایی قیف استوانه ای شکل بوده و از ورق فولادی به ضخامت ۲۰ تا ۳۰ میلیمتر ساخته شده که بوسیله جوشکاری تولید شده و حجم آن ۱۵ تا ۳۰ درصد از حجم اسکیپ بیشتر می باشد. قسمتهای پایین و بالای قیف روی غلتکهای اتکایی نصب شده اند که همراه با فلنج دندانه دار که با چرخ دنده به موتور متصل است می چرخد . وظیفه این استوانه های گردان پخش یکنواخت بار در روی زنگ بزرگ می باشد. استفاده از دو زنگ برای باردهی کوره ، مانع از خروج گازها از کوره می باشد. زیرا که زنگها به نوبت باز و بسته شده و هیچگاه هر دو باز نیستند . معمولاً پس از هر چهار مرتبه باز شدن زنگ کوچک و بار کردن مواد روی زنگ بزرگ ،یکبار زنگ بزرگ باز می شود. زنگ کوچک با حرکت بطرف پایین بصورت دورانی نیز مواد را حرکت می دهد. فشار بین دو زنگ همواره بگونه ای کنترل می شود که بهنگام باز شدن زنگ کوچک فشار بین دو زنگ برابر فشار بیرون و بهنگام باز شدن زنگ بزرگ برابر فشار درون کوره است . در ضمن در بالای کوره سوپاپ اطمینانی وجود دارد تا در اثر افزایش بیش از حد فشار، کوره منفجر نشود. مراحل بار دهی کوره در شکل آمده است .
مکانیزم باردهی :
دو سیستم اصلی برای باردهی مواد به داخل کوره بلند وجود دارد که عبارتند از:
۱-روش باردهی واگنی(با استفاده از اسکیپ)
۲-روش باردهی کاسه ای مداوم.
بار پس از توزین بوسیله یکی از این سیستم ها که هردو بطور مایل مواد را به کوره می فرستند حمل می شود.در سیستم اول بالابر تشکیل شده از دو اسکیپ ویک پل مورب و یک جرثقیل کابلی.پل مورب دارای دو رشته ریل برای بالا بردن اسکیپ ها می باشد .قسمت بالایی پل را ناحیه تخلیه می نامند.از این ناحیه هر یک از ریلها به دو شاخه تقسیم می شود.شاخه پایینی برای چرخهای جلوئی اسکیپ می باشد.
اسکیپ یک واگن چهار چرخ است که چرخهای عقب آن دو لبه می باشند،
یعنی سطح چرخ دو قسمت شده است ،بدین ترتیب چرخ های عقب در ناحیه تخلیه پل می تواند روی شاخه بالایی پل حرکت کند. برای تخلیه بهتر مواد ، قسمت دهانه اسکیپ پهن تر از قسمت ته آن می باشد بطور متوسط در هر ساعت ۱۵ تا ۲۰ واگن بار با سرعت معادل ۵۰۰ تا ۷۰۰ فوت در دقیقه به کوره وارد می شوند .واگنها در اثر ۹۰ تا ۱۲۰ درجه چرخش مواد خود را بدرون قیفی که روی دهانه کوره تعبیه شده ریخته و از مسیر برگشت بر می گردند.
گرد آورنده:
هادی جاویدان
کوره های القایی
به طور کلی قسمت های مختلف کوره های القائی عبارتند از :
الف- بوته :
حاوی اسکلت فلزی کوره ، کویل ، جداره نسوز – هسته ترانسفورمر، بوغها(yokes)پلات فرم (سکو)
ب- تاسیسات الکتریکی
شامل دژنکتور،سکیونر، ترانسفورماتور، مبدل فرکانس ، خازن ها ، چوکها، کلید های کولرها ،مکنده ها و تابلو های کنترل.
پ- 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 .
ت- 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.
ث- 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 .
ج- تاسیسات تهویه
تاسیسات دوده و غبار گیر، بخصوص در کوره های بوته ای بزرگ را نیز می توان از تاسیسات مهم کوره بحساب آورد .
هر کدام از شش قسمت فوق مسائل و برنامه تعمیر و نگهداری مخصوص دارد که این برنامه بسته به نوع کوره (کانال دار ، بوته ای )ظرفیت بوته ، فرکانس کوره (خط ، متوسط ، بالا )، سیستم خنک کن کور سیستم حرکت بوته و نوع جداره نسوز تفاوت هایی داشته اما در اصول همسانی زیاد وجود دارد .
به طور کلی مسائل مربوط به کوره های القائی بوته ای و کانال دار از جمله عوامل موثر در کار کوره ، چگونگی کنترل خوردگی و سایش و … با یکدیگر تفاوت هایی دارند لذا بهتر است دراین بررسی هر کدام به صورت جداگانه ای مورد مطالعه قرار گیرند .
کوره های القایی بدون هسته
عوامل موثر در کار کوره
مهمترین عوامل موثر در بالا بردن راندمان کاری کوره عبارت است از : اجرای دقیق برنامه تعمیر و نگهداری کوره ، شارژ مناسب ، اپراتوری صحیح ، وضعیت جداره نسوز .
الف : اجرای دقیق برنامه تعمیر و نگهداری کوره
کوره های القایی بسته به نوع آن ( کانال دار ، بدون هسته ) ، ظرفیت آن ، مقدار فرکانس ، نوع سیستم خنک کن ، سیستم حرکت بوته و نوع جداره ی نسوز برنامه تعمیر و نگهداری مخصوص به خود دارد و باید به دقت اجرا شود اصول و خطوط کلی تعمیر و نگهداری کوره های القایی در قسمت های بعدی خواهد آمد
ب: شارژ مناسب
کوره های بدون هسته ذوب القائی با فرکانس پایین تر از ۲۵۰ هرتز تمام ذوب خود را تخلیه نمی کنند تا زمان شارژ بعدی کوتاه تر شود . بعلت وجود ذوب در این کوره های مواد شارژ باید عاری از روغن و رطوبت باشد در غیر این صورت خطر پاشش ذوب و قطعات شارژ جامد به بیرون ار کوره وجود دارد ضمنا وجود روغن و دیگر مواد آلی باعث ایجاد دود در کارگاه می شود . سرد بودن سرباره نسبت به ذوب در کوره های القائی ضمن اینکه این کوره ها را در امر احیای مواد اکسیدی ناتوان می کند باعث می شود این کوره ها نتوانند مقدار زیاد مواد اکسیدی ، خاک و سرباره را تحمل کنند و وجود مقادیر زیاد مواد غیر فلزی غیر آلی باعث ایجاد پل بالای ذوب بالای ذوب بخصوص هنگام سرد بودن ذوب می شود که خود می تواند مشکلاتی را در کار کوره ایجاد کند
ادامه مطلب رو ببینید …
برای دانلود کلیک کنید
برچسب ها: 