ادامه مطلب گذشته
مطابق نیاز کارخانه به طرق گوناگون صورت میگیرد.
1- کورههای بدون اجاق پیشین ( حوضچه)
در کورههای بدون اجاق پیشین، بلندی دمندهها تا کف کوره به اندازهای است که تنوره کوره بتواند مقدار گدازهای معادل گنجایش یک پاتیل ریختهگری را در خود جای دهد بدون آن که آهن یا سرباره وارد لولههای دمنده شود. در زیر فقط به بررسی چند روش در مورد طرز ساختمان و نوع مواد به کار برده شده میپردازیم که در حقیقت تفاوت انها در سیستمهای متفاوت کوره است، یعنی این که کوره دارای اجاق پیشین ثابت باشد یا متحرک و یا اصولا فاقد اجاق پیشین باشد.
به طور کلی دمندهها با توجه به بزرگی کوره و مقدار گدازه جمع شده به فاصله 600 تا 900 میلیمتر و در موارد بسیار نادر به فاصله 1000 میلیمتر و یا بیشتر از آن در بالای بوته قرار می گیرند. مذاب در فواصل معینی از کوره خارج میشود. در این موقع سرباره کوره کوپل معمولا در سوراخی که بالاتر و روبروی سوراخ گدازه کار گذاشته شده است جاری میشود. سوراخ سرباره قاعدتا فقطدر مواقع ذوب کوتاه مدت ( مثلا 8 ساعت در روز) از همان مواد تشکیل دهنده آستر کوره تشکیل میشود. برای این کار یک قطعه چوب یا آهن مخروطی را به طوری که یک طرف کلفتتر آن به طرف ناودان باشد، در محل پیش بینی شده قرار میدهند و با کوبیدن خاک اطراف، آن را محکم میکنند. همچنین می توان با کوبیدن سوراخ خروجی را بست و سپس یک میله آهنی مخروطی را از طرف ناودان در آستر فرو کرد. قطر سوراخ خروجی بستگی دارد به توان گدازه کوره و اغلب اوقات طوری طراحی شده است که گدازه جمع شده بتواند در مدت کوتاهی از کوره به بیرون بریزد. از طرف دیگر نباید بیش از حد بزرگ باشد، زیرا در غیر این صورت در موقع توپی گذاشتن باعث بروز مشکلاتی می شود. قطر سوراخ گدازه برای کورههای کوچک 15 میلیمتر و برای کورههای بزرگ که دارای توان گدازی ذوبی معادل 15 تا 20 تن در ساعت هستند، 40 تا 50 میلیمتر کافی است. شیب این مخروط را باید نسبت به طول سوراخ خروجی 5 میلیمتر حساب کرد. و از آنجا به بعد کار خاکبرداری را به صورت مخروط به طرف خارج ادامه میدهند. به سوراخ خروجی شیبی به طرف ناودان می دهند تا مانع ریختن گدازه از روی ناودان شود، به خصوص به دلیل آن که گدازه نخستین متناسب با ارتفاع بار آهن داخل کوره با فشار بسیار زیاد به بیرون می ریزد. پس از آن که کار کانال دریچه گدازه به پایان رسید با یک نیشتر آنقدر خاک را از داخل و خارج می کنند تا حفرههای مخروطی شکل به وجود آید. این حفرهها باید آنقدر عمق داشته باشند که طول کانال دریچه گدازه تقریبا به 100 میلیمتر برسد. در سوراخ را در طرف ناودان به صورت صفحه گردی به پهنای 15 تا 20 میلیمتر در میآورند و آن ا به بعد کار خاکبرداری را به صورت خارج ادامه می دهند. کار گذاشتن و برداشتن توپی در یک مقطع گرد آسانتر است. علاوه بر آن سوراخ را طوری از طرف ناودان میکنند کهمیله سوراخبند، در صورتی که بخواهند سوراخ را دستی مسدود کنند، به طور عمودی قرار میگیرد، یعنی اینکه صفحه حلقه مانند باید به عقب متمایل بوده و از طرفی که شخص ذوب کننده ایستاده است، لبهدار باشد.
سوراخ خروجی و حفرهها با محلول گرافیت اندوده میشوند. این کار غالبا با به کار بردن یک مدل آسان میشود و به خصوص موقعی که سوراخ خروجی به طور یکنواخت ساخته می شود.
همان طور که ذکر شد، برای سوراخ گدازه از همان خاکی استفاده میکنند که برای کوبیدن کوره به کار می رود و اگر کوره با آجر پوشیده باشد، چسب نسوز با کیفیت خوبی را به کار می برند. به هر حال در انتخاب ابعاد دریچه باید دقت نمود، زیرا ممکن است به کار بردن خاک دارای کوارتز زیاد باعث کوچک شدن و پس رفتن سوراخ در موقع ذوب شود. علت این امر در تغییر و تبدیل کریستالهای کوارتز است. دریچه گدازه را در پستترین قسمت کف کوره میسازند. به خصوص در موقعی که کوره بعد از هر ذوب خال شود. با این روش میتوان کوره را به وسیله دریچه گدازه کاملا خالی کرد. دریچه کدازه باید به هر حال هر بار از نو ساخته شود، برای آن که خروج باقی مانده سرباره پوشش سوراخ دریچه را خراب میکند و باعث بروز مشکلاتی در امر باز و بسته شدن دریچه میگردد.
کارهای لازمی که باید بدون استثنا در مواقع طولانی بودن کاهش شدت اعمال شیمیایی وحرارتی انجام شوند، به شرح زیر میباشد:
کف کوره نباید به طرف دریچه گدازه متمایل باشد، بلکه به طرف دریچه خروجی باقیمانده گدازه یا به طرف دریچه اضطراری. در این حالت سوراخ دریچه 10 تا 20 میلیمتر بالاتر از کف کوره قرار میگیرد. امتیاز این کار در آن است که گدازه نخستینی که در کف نسبتا سرد کوره سرد میشود، بلافاصله به جلوی دریچه نرسد و یا به علت کاملا بسته نبودن دریچه در کانال دریچه منجمد نگردد. در اینجا دیگر خالی کردن کامل کوره از راه دریچه اصلی صورت نمی گیرد، بلکه از راه دریچه خروج مذاب باقیمانده که مابقی سرباره زا نیز خارج میسازد، انجام می شود. با این کار از خروج سرباره از سوراخ دریچه گدازه جلوگیری به عمل میآید و این امر در کورههایی که باید شدت اعمال حرارتی و شیمیایی آنها کاهش یابد، حائز امتیاز بسیاری است. اندازه این دریچه اضطراری یا سوراخ مذاب باقیمانده را میتوان بزرگ گرفت، برای آن که همیشه آن را باز نمی کنند. بیشتر اوقات به جای ساختن دریچه خروجی گدازه از آجرهای آماده استفاده میکنند شکل 34 یک چنین آجر پیش ساخته را همان طور که ایرس برگر پیشنهاد میکند نشان میدهد. همچنین نوع دیگری با سوراخ دریچه رزرو معمول است.
تهیه این آجرها از شاموت یا گرافیت مشکلتر است و فقط برای کورههایی ضروری است که باید دریچه هایشان در برابر مذاب مدت زمان بیشتری مقاومت داشته باشند.
دریچههای کوبیده شده، اگر با دقت ساخته شده باشند و خاک نسوز خوبی در ساختمانشان به کار برده شده باشد، حتی با کار چند روزه و بدون انقطاع هم دوام میآورند و این در صورتی است که سرباره از دریچه خروج گدازه جاری نشود، چون در این صورت سرباره خاک دریچه گدازه را به شدت خراب می کند. دریچه خروج سرباره بالاتر از دریچه گدازه و حتی الامکان در مقابل آن ساخته میشود. در این نوع کورهها، غالبا دریچه خروج مذاب باقمیانده در قسمت دریچه پشتی کوره ساخته میشود. دریچه خروج سرباره مانند دریچه خروج گدازه احتیاج به مراقبت و بازسازی چندانی ندارد، زیرا نه به طور مداوم باز میماند و نه آن را به تناسب نوع کار در فواصل زمانی طولانیتری میگشایند.
فشار وارد بر روی دریچه خروج سرباره به مراتب کمتر از فشار وارد بر دریچه خروج گدازه است. در صورتی که دریچه خروج سرباره به طور مداوم باز نگه داشته شود و سربارهای جریان نداشته باشد، گاز داغ از دریچه خارج می شود و کانال را گرم نگه میدارد. این امر به هر حال کاهش گرما محسوب میشود.
رنگ شلعه این گاز برای کارگر با تجربه کوره نشانه درست بودن کار کوره و کافی بودن کک آن است.
ساختمان دریچه خروج سرباره به طور غیر قابل تصور ساده است. یک میله چوبی مخروطی سبک یا میله آهنی رادر سوراخ میگذارند و اطراف آن را می کوبند، یا بعد از کوبیدن خاک، میلهای را در آن فرو میکنند. قطر دریچه خروج سرباره به علت قابلیت فرمپذیری کم سرباره مذاب بزرگتر از قطر دریچه گدازه است و قاعدتا به 50 تا 60 میلیمتر می رسد. برای آستری آن میتوان در کورههای ذوب کوتاه مدت ماسه چسبدار یا ل نسوز به کار برد. پس از اتمام ساخت دریچه سرباره آن را با محلول گرافیت اندود می کنند. در صورتی که خاک نسوز به کار برده شده برای ساخت دریچه سرباره را قبلا با 20٪ محلول گرافیت مخلوط کنند، می توان اثر شدید سرباره را کاهش داد. تعمیر دریچه سرباره آسانتر از تعمیر دریچه گدازه است. اگر بخواهید دریچه سرباره را گاهگاه باز کنند، بنابراین توپی گذاشتن در دریچه با گل نسوز کافی است. برای آن که تهیه توپی گلی به سادگی امکانپذیر است. ناودان چدنی در جلوی راه خروجی سرباره که در میان درب یا بدنه کوره برای هدایت ناودان با محلول غلیظ گرافیت به آن استحکام کافی میدهد.
بهترین ماده برای این کار هماتیت است.
2: کورههای دارای اجاق پیشین ثابت
در کورههایی که دارای اجاق پیشین ثابت میباشند، از آن به عنوان مخزن جمع کننده مذاب یا سرباره استفاده میشود. این اجاق با همان قطر و ارتفاع مشابه ذکر شده به علت عدم وجود کک بستر، دارای گنجایش بیشتری نسبت به کورههای بدون اجاق پیشین است که مذاب در فضای بین بدنه دمندهها جمع میشود.
به هر جهت آهن مذاب در این کورهها تماس زیادی با کک بستر نخواهد داشت، در نتیجه از این کورهها که دارای یک نوع بار هستند معمولا مذابی با مقدار کربن کمتر حاصل می شود یعنی از این کورهها با بار مساوی معمولا کربن کمتری حاصل میشود زیرا در این کورهها دمندهها پایینتر از دمندههای کورههای بدون اجاق پیشین قرار میگیرند و با این ترتیب قسمتی از کک بستر مصرف نمیشود. اگر قرار باشد که ذوب دارای مقدار کربن کمتری باش، این امر با کورههای دارای اجاق پیشین آسانتر امکانپذیر خواهد بود. کوره به وسیله کانالی به اجاق پیشین مربوط می شود که طبق مدل ایرس برگر باید حتی الامکان بزرگ باشد زیرا این کانال علاوه بر جریان سرباره و گدازه ، گازهای داغ کوره کوپل را نیز وارد اجاق پیشین میکند، تا آن را در آغاز ذوب گرم نماید و در ضمن مذاب را هم گرم نگه دارد.
بهترین کار آن است که کانال را به شکل شکافی به پهنای 100 میلیمتر و بلندی 200 میلیمتر بسازند. ارتفاع مناسب میتواند، نصف فاصله دمنده، تا قسمت تحتانی تنوره باشد و در صورت بلند بودن کانال، به جای گازهای داغ، هوای سرد وارد اجاق پیشین میشود و آن را سرد میکند. پهنای بیش از 100 میلیمتر برای شکاف مناسب نیست، برای آنکه در این صورت کک بستر به اجاق پیشین وارد میشود. در صورتی که عمق اجاق پیشین بیش از حد لازم نباشد، میتواند بدون گرمای اضافی ویژه در موقع دمیدن به کوره به قدر کافی گرم شود. مناسبترین عمق برای اجاق پیشین 3/2 قطر کوره در قسمت دمندهها است. این عمق حتیالامکان نباید از قطر کوره تجاوز کند. عمق بیشتر اجاق پیشین باعث کاهش حرارت مذاب میشود به دلیل این که گازهای گرم کوره در ارتفاع معینی از مذاب باعث گرم شدن کامل آن در اجاق پیشین می گردد. ساختمان دریچه بار و سرباره در کورههای دارای اجاق پیشین ثابت درست مانند کوره های بدون اجاق پیشین است. همچنین در کوره های دارای اجاق پیشین ثابت از نظر طراحی امکان دارد که جداسازی سرباره و گدازه را به وسیله یک سیفون میانی مخارج از اجاق پیشین انجام داد. نظر به این که این نوع طرح ها در واقع با همان ساختمانی که قبلا ذکر آن رفت بیشتر در کورههای دارای اجاق پیشین متحرک موجود است، بررسی آنها به همان قسمت محول میشود.
1- کورههای دارای اجاق پیشین متحرک
بیشتر کورههای دارای اجاق پیشین متحرک که اخیرا در تعداد زیادی از ریختهگریهای جدید اروپایی به کار میروند، به روش فرایر گروندر یا روش شبیه آن ار جداسازی گدازه و سرباره را در کوره انجام میدهند. سرباره و گدازه به طور مدام از کوره به یک سیفون میریزند. مهمترین امتیاز این روش در آن است که ارتفاع سرباره یا ارتفاع مذاب در کوره از خارج تنظیم میشود و بدون تغییر می ماند و این امر باعث یکنواختتر شدن ترکیب گدازه خروجی میگردد. نظر به این که ارتفاع مذاب
و سرباره مدام تحت کنترل است، این امر دیگر به مهارت متصدی ذوب واگذار نمیشود، تا تشخیص دهد که سطح مواد مذاب را در کوره به چه ارتفاعی برساند یا دائما مترصد باشد که چه وقت دریچه سرباره را به منظور سربارهگیری باز نماید.
هنگامی که سرباره یا گدازه در دمندهها راه پیدا میکند، دیگر خیلی دیر است و دمندهها در این حالت اغلب مسدود میشوند ، به طوری که چاره کار فقط تخلیه کوره با مشقت فراوان است. سرباره گیری را توسط یک سیفون از بالای سطح مواد مذاب انجام میدهند. مذاب آهن در سیفون و مذابی که در تنوره به پایین می چکد مدام با سرباره جدید تماس پیدا میکند و میتواند به نحو بهتری با آن فعل و انفعال داشته باشد. برای گدازه گیری و سربارهگیری دو راه امکان دارد.
1- سرباره و گدازه با هم از یک دریچه خروجی خارج می شوند و جداسازی آنها در خارج از کوره و به وسیله یک روباهک صورت می گیرد( سربارهگیری مستقیم )
2- گدازه و سرباره به طور مداوم از دو سوارخ خروجی جداگانه سیفونی شکل از کوره خارج میشوند. ( سربارهگیری غیر مستقیم)
امتیاز روش اول از این جهت است که گر چه ظرفیت گرمایی سرباره در واحد وزن از ظرفیت گرمایی آهن بیشتر است اما به علت کمتر بودن وزن مخصوص سرباره ظرفیت گرمایی آن در واحد حجم کمتر از ظرفیت گرمایی مذاب است. بدین جهت سرباره توسط مذاب گرم نگهداشته می شود و آسانتر از کوره خارج میگردد. ظرفیت گرمایی سرباره 425 کالری بر گرم و مذاب تقریبا 280 کالری بر گرم است. اگر این مقدارها را نسبت به حجم بسنجیم ظرفیت گرمایی آهن با وزن مخصوص ؟ 7برابر با ؟ 1960 و ظرفیت گرمایی سرباره با وزن مخصوص CM3 /g 3 برابر ؟ 1275 میشود. به هر حال سرباره باعث خرابی آستر دریچه خروجی میشود و قسمت فوقانی آن را گشاد مینماید، در مواقعی که کار کوره طولانی است و آستر به شدت مورد آسیب سرباره قرار می گیرد ممکن است از راه دریچه خروجی، هوا دمیده شود و با هر برخورد هوا با سرباره، مقداری از آن را با خود خارج نماید. اما بازسازی یک دریچه مشترک در حین کار، به خاطر مشکلاتی که به واسطه متصل کردن جدا کننده سرباره به وجود می آید، مشکلتر از بازسازی یک جدا کننده مستقل سرباره است. علاوه بر ان، ارتفاع مذاب در کوره به وسیله فاصله دریچه تا تنوره کوره محدود میشود. در حالت دوم دریچه گدازه خیلی کمتر، به خصوص فقط به وسیله مذاب تاثیر پذیر است. فرسایش شدید سیفون سرباره انتقال پیدا می کند.
دریچه خروجی کوبیده شده از چسب نسوز در کورهای با راندمان 16 تن در ساعت برای کار مداومی معادل 3 تا 4 روز دوام میآورد و ابتدا بعد از 4 تا 5 دور کاری تعویض میشود. فقط قسمتی را که باید در موقع نوسازی آستر کوره دوباره کوبیده شود، عوض میکنند. سیفون سرباره میتواند، بعد از قطع جریان هوا و باردهی کوره در حین کار در مدت کوتاهی تعویض شود، اگر برای دریچه سرباره آجرهای مقاوم یا مواد ساختمانی ویژهای انتخاب نشده باشد. ترکیب شیمیایی و حرارت گدازه نیز در استحکام دریچه گدازه تاثیر میگذارد. گدازهای با کربن و سیلیسیوم کمتر، باعث خرابی بیشتر دریچه گدازه می شود تا گدازه ای که دارای مقدار بیشتری از این عناصر باشد.
بخش ششم :انواع سربارهگیری
1- سربارهگیری پیشین
در سربارهگیری مستقیم، سرباره و مذاب مشترکا به وسیله یک دریچه تخلیه خروجی از کوره خارج می شوند و به علت وزن مخصوص متفاوت در مخزنی که به این دریچه متصل است از یکدیگر جدا میشوند. در اینجا برای خروج سرباره یک مجرا در قسمت بالای دریچه تخلیه در نظر گرفته میشودع در حالی که مذاب در محل پایینتری توسط یک سیفون جاری میشود.
در این موقع طبق قانون فیزیکی ظروف مرتبطه فشار هوا + فشار استوانه سرباره + فشار استوانه مذاب در داخل کوره با فشار استوانه سرباره+ فشار استوانه مذاب در مخزن سیفون که خارج از کوره توسط ارتفاع مذاب جاری شده در ناودان مشخص میشود. مبدا این ارتفاع از دریچه تخلیه می باشد. سطح گدازه در مخزن سیفون به علت سربارهای که در روی آن شناور است، پایینتر از سطح گدازه در ناودان قرار دارد.
با آگاهی از فشار هوای داخل کوره که نباید با فشار هوا در لولهها که بعدا به آن اشاره خواهد شد اشتباه شود، میتوان ارتفاع مورد نیاز سیفون مذاب یعنی اختلاف ارتفاع بین دریچه تخلیه و لبریزه مذاب را به دست آورد. در صورتی که به عنوان علامت اختصاری برای:
ارتفاع مذاب در مخزن سیفون
فشار هوا ( میلیمتر ستون آب)
ارتفاع سرباره در کوره
ارتفاع مذاب در کوره
ارتفاع سرباره در مخزن سیفون
ارتفاع مذاب در سیفون
وزن مخصوص آهن
وزن مخصوص سرباره
انتخاب شود و این ارزشها را نسبت به لبه فوقانی سوراخ خروجی بسنجیم، بنابراین میتوان تساوی زیر را برقرار نمود:
سمت راست این تساوی طبق آن چه که در بالا ذکر شد مساوی است با:
hES. YE
در سمت چپ تساوی باید hEO رامساوی با صفر گرفت، زیرا در صورتی که قرار باشد سرباره همزمان خارج گردد، سطح مذاب در کوره نمیتواند بلندتر از سطح دریچه خروجی باشد. بنابراین از تساوی 1 فرمول زیر نتیجه میشود.
اگر به جای Ys مقدار ؟ و به جای yE مقدار ؟ را قرار دهیم ، فرمول زیر نتیجه خواهد شد:
اما فشار هوای داخل کوره با فشار داخل لولهها یا مخزن هوا مساوی نیست، بلکه کمتر از آن است. اختلاف در اصل به نسبت سطح مقطع کل دمندهها و سطح مقطع کوره بستگی دارد. فشار در یک کوره گرم دم با مجرای جانبی خروجی گازها در قسمت سوختگاه یا کمی بالاتر از آن کمتر از کورههایی است که گازهای خروجی آنها از دهانه متصاعد میشوند. این اختلاف با ازدیاد فشار هوا افزایش مییابد.
جدول 4 چند نمونه از مقدار فشار در ابتدا و انتهای دمندهها را نشان میدهد. این مقادیر در هر دو حالت برای کورههایی صدق میکنند که قطر داخلی آنها 1800 میلیمتر باشد، یعنی برای کورهای به بزرگی کورههای اروپایی. اعداد ردیف اول برای یک کوره با دم تنظیم شده که دارای یک دمنده اصلی و یک یا چند ردیف دمنده فرعی باشد. صدق میکند و اعداد ردیف دوم برای کوره ای صادق است که بنای سنتی دارد. ارقام جدول شماره 5 نتیجه چند اندازهگیری برای یک کوره دم و 1100 میلیمتر و سطح مقطع دمنده 25٪ با امکان تصاعد گاز در محل بارگیری کوره و همانطور برای یک کوره گرم دم 800 میلیمتری با امکان تصاعد گاز در بالای سوختگاه آن است. جدول 5 اختلاف فشار در ابتدا و انتهای دمندهها در یک کوره گرم دم به قطر 1100 میلیمتر و امکان تصاعد گاز در (چند بارگیری کوره) و در یک کوره گرم دم به قطر 800 میلیمتر و امکان تصاعد گاز در بالای سوختگاه نسبت سطح مقطع دمندهها به سطح مقطع تنوره کوره 25٪ است.
نسبت Dw. DO فشار DO در کوره mm Ws فشار Dw در لولههای هوا ws mm
68/0 : 1 660 970
:68: 1 420 615
83/0 : 1 790 950
81/0 : 1 570 700
78/0 : 1 460 590
80/0 : 1 350 440
جدول 4 اختلاف فشار در ابتدا و انتهای دمندهها
الف: کوره 1100 میلیمتری. تصاعد گاز ( از چند بارگیری کوره)
نسبت Dw. DO فشار DO در کوره mm Ws فشار Dw در لولههای هوا ws mm
94/5 : 1 940 1000
64/0: 1 850 900
95/0 : 1 700 740
95/0 : 1 570 600
92/0 : 1 350 380
ب: کوره 800 میلیمتری
نسبت Dw. DO فشار DO در کوره mm Ws فشار Dw در لولههای هوا ws mm
88/0 : 1 440 500
88/0: 1 350 400
83/0 : 1 250 300
85/0 : 1 170 200
86/0 : 1 120 1400
معمولا ارتفاع 300 میلیمتری برای سرباره کوره کافی است. در این حالت ارتفاع مذاب سیفون با فشاری معادل mm ws 700 به وسیله فرمول زیر به دست خواهد آمد.
2- سرباره گیری پسین
برای سرباره گیری پسین و خارج کردن مذاب دو سیفون جداگانه مورد نیاز است. این روش برای کورههای کوپلای که در آنها مدتی طولانی بدون انقطاع ذوب میشود، مناسبتر می باشد زیرا سرباره سیفون آسانتر بازسازی میشود. برای تفهیم طرز کار میتوان هر دو سیفون را به عنوان لولههای ارتباطی در نظر گرفت.
ارتفاع سیفون گدازه × وزن مخصوص گدازه برابر است با ارتفاع گدازه × وزن مخصوص گدازه+ ارتفاع سرباره در کوره × وزن مخصوص سرباره در کوره+ فشار هوای داخل کوره. برای اندازهگیری ارتفاع هر سیفون باید با توجه به استوانه سرباره و فشار هوا در کوره و بالاخره پس از تخمین ارتفاع مذاب سیفون را محاسبه کرد.
برای اندازهگیری ها میتوان از علائم اختصاری زیر استفاده نمود:
فشار هوا در کوره
ارتفاع سیفون آهب مذاب
ارتفاع مذاب- در کوره
ارتفاع سرباره
ارتفاع سرباره در کوره
وزن مخصوص سرباره
وزن مخصوص آهن
رابطه سیفون سرباره به وسیله تساوی 4 نشان داده می شود:
4)
برای سیفون مذاب :
معمولا ارتفاع 25 سانتیمتر سرباره در کوره برای جلوگیری از اکسید شدن کافی است و همچنین در مواقع بازی بودن عمل ذوب، به مقدار کافی گوگرد زدایی خواهد شد. سرباره در کوره تا 100 سانتیمتر افزایش یابد. اگر فشار هوا در کوره mm ws700 ارتفاع سرباره در کوره 25 سانتی متر باشد، با این ترتیب ارتفاع سیفون سرباره (hss) طبق تساوی 4 مساوی است با:
در این حالت ارتفاع سیفون آهن مذاب Hes غیر از ارتفاع سرباره در کوره به ارتفاع مذاب در کوره نیزبستگی دارد.هرچه کربن دادن به آهن مذاب بیشتر باشد باید به همان نسبت هم ترتفاع مذاب در کوره بیشتر باشد تا آنکه مذاب مدت طولانی تری در تماس با کک بستر قرار گیرد.
ارتفاعی معادل 100تا 200 میلیمتر عادی به نظر میرسد.
حد بین جدا سازی سرباره و گدازه باید کمی پایین تر لبه فوقانی سوراخ سرباره باشد.
بدین طریق پایین ترین طبقه سرباره که قبلا با مذاب در تماس بود خارج خواهد شد.
اندازه ارتفاع سیفون آهن از تساوی (5)به دست می آید اگر heo=150mmباشد چون :
است. بنابراین خواهیم داشت:
و در نتیجه بنابراین دریچه خروج سرباره در حدود 150 میلیمتر بالاتر از دریچهگدازه قرار گیرد و ارتفاع سیفون مذاب باید 350 میلیمتر و ارتفاع سیفون سرباره 480 میلیمتر باشد.
3- ساختمان کوره و مواد دیگر گداز در روشهای مختلف سربارهگیری
در آلمان روش سرباره گیری به وسیله سیفون ارزش خود را به خوبی نشان داده است. به علت سادگی هم برای سربارهگیری از جلو و هم برای سربارهگیری از پشت سیستم یکنواختی در جلوی دریچه مذاب انتخاب می شود.
برای سربارهگیری از جلو، مطلوبتر است که کف سیفون به طرف کوره شیب داشته باشد و همچنین سوراخ خروجی که لبه پایینی آن کف سیفون را قطع میکند، در همان جهت باشد. کف تنوره کوره حدود 20 میلیمتر پایینتر از دریچه خروجی قرار میگیرد و به یک دریچه مذاب باقیمانده جنبی یا پشتی منتهی می شود. در این طریقه به هنگام خالی کردن کوره، دریچه خروجی و سیفون به کلی خالی میشوند. برای آنکه مذاب باقیمانده به مقدار غیر ضروری زیاد نباشد در پیش بنای سیفون مجرای دیگری می سازند که از طریق یک ناودان به حوضچه متصل میشود. در کنار مخزن سیفون و در حدود 50 میلیمتر بالای مذاب مجرای خروج سرباره وجود دارد. برای آستر کردن و بازسازی سیفون مدلی به کار می برند که با خود سیفون کوبیده می شود. اندازه هر یک از سوراخها به توان ذوب کوره، که برای آن ارقام تجربی داده شده، بستگی دارد:
جدول زیر ارقام تجربی را نشان میدهد:
قطر سیفون نسبت به ناودان قطر داخلی کوره نسبت به قطر دریچه تخلیه تن / ساعت
50 45 9
60 55 14
70 65 18
پهنای سیفون اهمیت چندانی ندارد و به وسعت مکانی که برای این کار در نظر گرفته می شود بستگی داشته و به طور کلی از 250 تا 300 میلیمتر تجاوز نمیکند. اگر بخواهند به دلایل خاصی متالوژیکی، ارتفاع سرباره را کوره حد تا امکان پایین نگهدارند، باید با دانستن مقدار فشار هوای داخل کوره طبق رابطه 3 ارتفاع hES را محاسبه نمود.
بهتر است ارتفاع hES را 20 تا 30 میلی متر بالاتر انتخاب شود تا بتوان از دگرگونی پیوسته دریچه تخلیه که به علت سرباره به وجود میآید، پیشگیری کرد. هنگام افزایش توان گداز که موجب افزایش مقدار هوا و فشار آن می شود خروج هوا از دریچه تخلیه اجتنابناپذیر است در این موارد میتوان با ساختن نوعی ناودانی مناسب از خروج آن جلوگیری کرد. معمولا در جلوی دریچه تخلیه سطح مقطع ناودان به صورت مربع شکل می باشد. ولی اگر سطح مقطع را به صورت مستطیل باریک و عمودی در بیاوریم با افزایش توان گداز ارتفاع گدازه در ناودان نیز افزایش یافته که در نتیجه باعث افزای hES شده و به روی ازدیاد فشار هوای داخل هم اثر متقابل میگذارد. توان گداز، با اضافه شدن کک شارژ در صورتی که فشار و مقدار هوا ثابت بماند، پایین میآید. اگر ارتفاع استوانه سرباره در کوره خیلی پایین باشد باز هم هوا به خارج دمیده می شود و به همین علت است که ارتفاع hES 20 تا 30 میلی متر بیشتر توصیه می شود. هر گونه تغییر hES در فشار هوای ثابت باعث می شود که hSO به میزان 3/2 برابر تغییر نماید که فاکتور فوق نسبت وزن مخصوص آهن به وزن مخصوص سرباره میباشد. همزمان با ذوب در منطقه بالایی مجرای تخلیه ، ارتفاع سرباره در داخل کوره نیز کاهش می یابد، زیرا سرباره با ارتفاع مذاب کمتری در حالت تعادل قرار دارد و به این ترتیب خطر قطع دم شدت می یابد. از طرف دیگر hES را از طریق بالاتر قار دادن راه خروجی آهن افزایش داد، تا بتوان با افزایش ارتفاع سرباره در کوره از قطع جریان هوا جلوگیری نمود. اما این عمل زمانی امکانپذیر است که فاصله کافی تا دمندهها موجود باشد. بنابراین میتوان ارتفاع استوانه سرباره را از خارج کنترل کرد و در حین ذوب نیز ثابت نگه داشت.
این نوع تخلیه نسب به کوره با تخلیه منقطع، دارای امتیاز بسیاری است، به ویژه وقتی که قرار باشد مذابی با ترکیب شیمیایی یکسان ذوب گردد. آزمایشهای زیاد نشان دادهاند که ترکیب شیمیایی گدازههای کوره کوپل ، بدون حوضچه و با تخلیه منقطع مذاب و سرباره با ارتفاع سرباره و مذاب در نوسان مستقیم خواهد بود.
برای ماده اولیه جهت ساخت سیفون ماسه چسب نسوز مناسب تشخیص داده شده است. در کورههایی که بعد از 8 تا 16 ساعت زمان گداز تعمیر می شوند میتوان بخشهایی مانند دریچه تخلیه و سقف سیفون را که تحت تاثیر سرباره قرار می گیرند، از ماسه چسب نسوز ساخت. اضافه نمودن 10 تا 20٪ حجمی گرافیت به ماسه چسب نسوز پایداری در برابر سرباره را در کوره هایی که زمان گدازطولانی آن مد نظر است، افزایش میدهد. در این جا باید دریچه تخلیه، به عنوان مهمترین قسممت از سنگهای ویژه مانند سیلیسیوم کاربید، اکسید زیرکن و غیره ساخته شود. برای کورههای بازی، مننزیت یا کرم مننزیت و سنگ معدم کرم ارزش خود را به عنوان آجر نسوز شکل یافته مقاومت زیادش ارزانتر از به کار بردن خاک نسوز همان ماده تمام خواهد شد یا خیر؟ آجر نسوز هر خاک نسوز از کربن عملا در برابر سرباره بازی یا اسیدی حساسیتی ندارد و به هر حال آنها تحت تاثیر کربن و سیلیسیوم مذاب قرار می گیرند.
مرز بین مذاب و سرباره
حد بالایی سرباره در فشار هوای زیاد، ارتفاع سرباره
حد بالایی سرباره در فشار هوای کم، ارتفاع سرباره
ارتفاع لبریز مذاب
ارتفاع مذاب در ناودان در فشار هوای ماگزیمم توان گداز ماگزیمم
ارتفاع مذاب در ناودان در فشار هوای کم، توان گداز کم
آجرها و خاک نسوز کربنی چون در مجاورت اکسیژن مثلا در نزدیکی دمندهها یا در مجراهای باز به سرعت می سوزند، نسبت به بقیه مواد دیرگداز دارای امتیاز منفی هستند. در ایالات متحده آمریکا روش گدازه و سرباره گیری به خصوصی متداول است، با این هدف که ارتفاع سرباره را در کوره حتی الامکان به حداقل می رسانند، زیرا ریختهگریهای آمریکایی به علت برخوردار بودن از ترکیب شیمیایی مناسب مواد اولیه، مثل ریخته گریهای اروپایی به ویژه در مورد کوره های بازی، آنقدرها نسبت به تاثیر متالوژیکی حساسیت ندارند.
در سیفون سرباره زدایی غالبا یک تیغه آجری به عنوان سد سرباره ساخته میشود.
مقادیر X mm فشار در کوره کوپل mm ws فشار در مخزن هوا mm ws ـــــــــــــــ
110 660 970
کورهکوپلبادمتنظیمشده
کورهکوپلمعمولی
89 530 835
74 420 615
127 790 950
94 570 700
79 460 600
64 350 440
برای اندازهگیری حداکثر ارتفاع گدازه در ناودانی فرمول زیر را به کار می برند. ماگزیمم . در این رابطه x ارتفاع گدازه به اینچ است، بنابراین X+D مساوی است با hES در تساوی 3 D ارتفاع مذاب در ناودان به اینچ و C فشار هوا به اونس بر اینچ مربع است.
نتیجه تبدیل آن به سیستم اندازهگیری متری در رابطه زیر نشان داده شده است:
hES= hES1+ hER=p:70
ارتفاع x که به این ترتیب به دست آمده است، کوچکترین اندازه برای hES1+ hER است و باید به دلایلی که قبلا به آنها اشاره شد، با توجه به ارتفاع مورد نظر سرباره داخل کوره بزرگتر شود. شکلهای 38 تا 41 نمونههای دیگری از ساختمان سیفونهای آمریکایی برای سرباره و آهن میباشند. شکلهای 38 تا 41 نمونههای دیگری از ساختمان سیفونهای آمریکایی برای سرباره و آهن میباشند. سرباره جداکن به عنوان سر سرباره در بیشتر حالات از آجرهای نسوز ساخته می شود. ایجاد آن با این روش به آسانی صورت میگیرد و دسترسی به آن در مواقع خرابی به خوبی امکانپذیر است. دریچه تخلیه مذاب باقیمانده اکثرا در کنار ناودان قرار دارد. در این حالت باید مذاب باقیمانده را در یک پاتیل جداگانه ریخت.
چنین طرحی این امیتیاز را دارد که بعد از خالی شدن بار کوره به خوبی تمیز می شود و با کمترین هزینه به کرات مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین مجرای تخلیه بعد از بسته شدن قسمت جلویی به آسانی قابل دسترسی است و بدون آن که نیاز به خالی کردن کوره باشد، به آسانی از خارج کوره تعمیر شده و به کار میافتد.
دوام دریچه تخلیه مذاب در موقع سرباره گیری پسین و استفاده از یک مجرای جداگانه برای خروج سرباره به مراتب بیشتر است، زیرا تاثیر سرباره در این مکان از بین میرود . در مواقع اسیدی بودن کار کوره، دریچه تخلیه مذاب و سیفون ساخته شده از ماسه چسب نسوز میتوانن یک دوره چند روزه را به خوبی تحمل کنند.
در مواقع بازی بودن کار کوره، حتی در موقع فرایند چندین روزه کوره نیازی به ماده مخصوص دیرگداز نیست.
برای این منظور، دولومیت و مننزیت به عنوان خاک نسوز یا آجر نسوز مناسب میباشند در حالی که مواد به کار رفته در دریچه تخلیه سرباره را باید به کرات عوض نمود. در استفاده های طولانیتر و به هنگام متوقف کردن کوره، بهتر است دریچه دارای شیب کمتری باشد. مجرای سرباره با آن که طولانی میشود، اما دسترسی به آن در موقع رفع خرابی های توسط سوزاندن اکسیژن به نحو بهتری امکان پذیر بوده و آسانتر تعمیر می شود. در مواقعی که کوره اسیدی است میتوان از ماسه و چسب نسوز استفاده کرد که مقاومت کم آن نسبت به سرباره با اضافه نمودن 20٪ حجمی گرافیت افزایش می یابد. کربن به عنوان آستر دریچه سرباره ارزش خود را هم در موقع اسیدی بودن کوره و هم در موقع بازی بودن آن به اثبات رسانیده است و برای کار مداوم کوره ها روزهای متوالی دوام میآورد. در صورت سوزانیدن به وسیله نیزک اکسیژن، خرابیهایی درآستر کربندار ایجاد میگردد. ارتفاع سیفون مذاب و سرباره با توجه به هدفی که از کار کوره انتظار میرود از روی تساویهای 4 و 5 تعیین میشود. در کورههای بازی باید طبق نظریه هولت برای مذاب که گوگرد آن کمتر از 03/0٪ است ارتفاع سرباره داخل کوره تقریبا 280 میلیمتر باشد. برای مذاب با 07/0 درصد گوگرد بایدارتفاعی معادل 150 میلیمتر کافی باشد. البته مقدار گوگرد در مذاب اصولا بهدرجه قلیایی بودن سرباره و مقدار اکسید آهن آن در سرباره بستگی دارد. به طور کلی تمام اندازههای ارتفاع سیفون که در محاسبه تعیین شدهاند، کافی است. در موقع تاثیرات بیشتر از اندازه بر روی دریچه تخلیه سرباره و مذاب استفاده از سنگهای مخصوص نامبرده شده از سیلیسیوم کاربید و زیرکن و غیره توصیه میشود. افزایش دوام دریچههای خروجی از طریق سرد کردن آستر در این مکان که به وسیله لولههای نصب شده و جعبههای سرد کننده مخصوص امکانپذیر است، عملا مورد آزمایش قرار گرفته و با موفقیت انجام شده است. بیشتر اوقات در کورههای با فرایند گداز دراز مدت دریچه دومی برای سرباره نیز در محل دیگری غیر از این محل اول ساخته میشود که در صورت خراب شدن دریچه اولی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. یکایک دریچههای تخلیه باید قبل از بارگیری کوره کاملا خشک شوند. خشک نبودن کامل دریچه تخلیه سرباره و مذاب سبب میشود که مذاب و سرباره جوشان بشوند مضافا آن که قسمتهای کنده شده آستر اندازه ارتفاع سیفون را تغییر میدهند. به نظر می رسد که برای خشک کردن کامل دریچهها به وسیله مشعل گازی زمانی معادل 8 ساعت کافی باشد. خشک کردن دریچه های به وسیله ذغال هیزم یا بریکت توصیه نمیشود، زیرا باقیماندن خاکستر آنها باعث بروز اختلال در صحیح کار کردن سیفون میگردد. مشعل برای سوزاند گاز کک و گاز خروجی 1 کوره، به علت ساده بودن آن قابل ساخت در کارخانه میباشد.
هوای سوخت مورد نیاز میتواند از یک دستگاهخ دمنده کوچک یا از لولههای هوای منشعب شود. به هر جهت در این حال همیشه فرض بر این است که کوره کوپل در حال کار کردن باشد. ناودان کوره کوپل را که معمولا از یک مخزن حلبی گوشه دار یا گرد تشکیل می شود، به وسیله لایهای از ماسه چسب نسوز پوشش داده شده و سپس آن را کاملا خشک مینمایند. برای ناودان یک کوره بازی نیز وجود یک آستر بازی الزامی نیست زیرا هنگامی که سرباره جداکن درست کار کند، فقط مذاب بدون سرباره ناودان جاری می شود. محل اتصال به سیفون بازی از یک قطعه مذاب دیرگداز خنثی تشیل می شود. سربارهبازی که همراه با مذاب وارد ناودان اسیدی می شود، باعث فرسایش شدید آن میگردد.
ترکخوردگیهایی را که در موقع خشک شدن به وجود میآیند، با کشیدن سیاهه یا محلول گرافیت اندود کرده پر میکنند. برای وجود استحکام بیشتر، محلول سیاهه را قبل از اندود کردن با کمی گچ مخلوط مینمایند و ناودان را دوباره خشک میکنند. در کوره های با فرایند گداز طولانی توصیه می شود برای پوشش ناودان از سنگ دیرگداز که در مقابل تغییر درجه حرارت پایدار است استفاده کرد، زیرا در ناودانهایی که با مواد کوبیده شده آستر شدهاند، به هنگام عبور مذاب این مواد شکسته می شوند یا مکان های کلوخه نشده خرد و جدا میگردند.
بخش هفتم : خشک کردن و روشن کردن کوره
1- خشک کردن :
به ندرت امکان دارد که آستر کوره را پیش از شروع فرایند گداز تنها از طریق هوا خشک نمود. حتی برای خشک کردن به وسیله گرمایش نیز وقت کافی وجود ندارد. در این نوع خشک کردن آستر باید ابتدا فقط با یک شعله خفیف صورت گیرد، زیرا شعله شدید در آغاز کار باعث به وجود آمدن یک طبقه کلوخه در طرف داخلی کوره میگردد که این امر از خشک شدن کامل آستر جلوگیری میکند. بر عکس، کلوخه شدن سطح رویین آستر که بعدا صورت میگیرد سودمند است چون آستر را در برابر تخریب مکانیکی که در موقع بارگیری به وجود می آید، محافظت میکند. کلوخه شدن میتواند به وسیله دمش کوتاه مدت حاصل شود. بعد از خشک شدن، کوره را دوباره خالی میکنند، تا سرباره را از آن خارج کنند. سرانجام میتوان کوره را، برای فرایند گداز آماده کرد. بعد از آن که کوره آماده بهرهبرداریشد، یعنی آستر دیرگداز و اماده شده و مجرای تخلیه مذاب و سرباره به شکلهای مورد نظر کارگذارده و خشک شدند و کف کاملا کوبیده شد، آن وقت کوره را روشن میکنند.
1- کورههای بدون اجاق پیشین ( حوضچه)
در کورههای بدون اجاق پیشین، بلندی دمندهها تا کف کوره به اندازهای است که تنوره کوره بتواند مقدار گدازهای معادل گنجایش یک پاتیل ریختهگری را در خود جای دهد بدون آن که آهن یا سرباره وارد لولههای دمنده شود. در زیر فقط به بررسی چند روش در مورد طرز ساختمان و نوع مواد به کار برده شده میپردازیم که در حقیقت تفاوت انها در سیستمهای متفاوت کوره است، یعنی این که کوره دارای اجاق پیشین ثابت باشد یا متحرک و یا اصولا فاقد اجاق پیشین باشد.
به طور کلی دمندهها با توجه به بزرگی کوره و مقدار گدازه جمع شده به فاصله 600 تا 900 میلیمتر و در موارد بسیار نادر به فاصله 1000 میلیمتر و یا بیشتر از آن در بالای بوته قرار می گیرند. مذاب در فواصل معینی از کوره خارج میشود. در این موقع سرباره کوره کوپل معمولا در سوراخی که بالاتر و روبروی سوراخ گدازه کار گذاشته شده است جاری میشود. سوراخ سرباره قاعدتا فقطدر مواقع ذوب کوتاه مدت ( مثلا 8 ساعت در روز) از همان مواد تشکیل دهنده آستر کوره تشکیل میشود. برای این کار یک قطعه چوب یا آهن مخروطی را به طوری که یک طرف کلفتتر آن به طرف ناودان باشد، در محل پیش بینی شده قرار میدهند و با کوبیدن خاک اطراف، آن را محکم میکنند. همچنین می توان با کوبیدن سوراخ خروجی را بست و سپس یک میله آهنی مخروطی را از طرف ناودان در آستر فرو کرد. قطر سوراخ خروجی بستگی دارد به توان گدازه کوره و اغلب اوقات طوری طراحی شده است که گدازه جمع شده بتواند در مدت کوتاهی از کوره به بیرون بریزد. از طرف دیگر نباید بیش از حد بزرگ باشد، زیرا در غیر این صورت در موقع توپی گذاشتن باعث بروز مشکلاتی می شود. قطر سوراخ گدازه برای کورههای کوچک 15 میلیمتر و برای کورههای بزرگ که دارای توان گدازی ذوبی معادل 15 تا 20 تن در ساعت هستند، 40 تا 50 میلیمتر کافی است. شیب این مخروط را باید نسبت به طول سوراخ خروجی 5 میلیمتر حساب کرد. و از آنجا به بعد کار خاکبرداری را به صورت مخروط به طرف خارج ادامه میدهند. به سوراخ خروجی شیبی به طرف ناودان می دهند تا مانع ریختن گدازه از روی ناودان شود، به خصوص به دلیل آن که گدازه نخستین متناسب با ارتفاع بار آهن داخل کوره با فشار بسیار زیاد به بیرون می ریزد. پس از آن که کار کانال دریچه گدازه به پایان رسید با یک نیشتر آنقدر خاک را از داخل و خارج می کنند تا حفرههای مخروطی شکل به وجود آید. این حفرهها باید آنقدر عمق داشته باشند که طول کانال دریچه گدازه تقریبا به 100 میلیمتر برسد. در سوراخ را در طرف ناودان به صورت صفحه گردی به پهنای 15 تا 20 میلیمتر در میآورند و آن ا به بعد کار خاکبرداری را به صورت خارج ادامه می دهند. کار گذاشتن و برداشتن توپی در یک مقطع گرد آسانتر است. علاوه بر آن سوراخ را طوری از طرف ناودان میکنند کهمیله سوراخبند، در صورتی که بخواهند سوراخ را دستی مسدود کنند، به طور عمودی قرار میگیرد، یعنی اینکه صفحه حلقه مانند باید به عقب متمایل بوده و از طرفی که شخص ذوب کننده ایستاده است، لبهدار باشد.
سوراخ خروجی و حفرهها با محلول گرافیت اندوده میشوند. این کار غالبا با به کار بردن یک مدل آسان میشود و به خصوص موقعی که سوراخ خروجی به طور یکنواخت ساخته می شود.
همان طور که ذکر شد، برای سوراخ گدازه از همان خاکی استفاده میکنند که برای کوبیدن کوره به کار می رود و اگر کوره با آجر پوشیده باشد، چسب نسوز با کیفیت خوبی را به کار می برند. به هر حال در انتخاب ابعاد دریچه باید دقت نمود، زیرا ممکن است به کار بردن خاک دارای کوارتز زیاد باعث کوچک شدن و پس رفتن سوراخ در موقع ذوب شود. علت این امر در تغییر و تبدیل کریستالهای کوارتز است. دریچه گدازه را در پستترین قسمت کف کوره میسازند. به خصوص در موقعی که کوره بعد از هر ذوب خال شود. با این روش میتوان کوره را به وسیله دریچه گدازه کاملا خالی کرد. دریچه کدازه باید به هر حال هر بار از نو ساخته شود، برای آن که خروج باقی مانده سرباره پوشش سوراخ دریچه را خراب میکند و باعث بروز مشکلاتی در امر باز و بسته شدن دریچه میگردد.
کارهای لازمی که باید بدون استثنا در مواقع طولانی بودن کاهش شدت اعمال شیمیایی وحرارتی انجام شوند، به شرح زیر میباشد:
کف کوره نباید به طرف دریچه گدازه متمایل باشد، بلکه به طرف دریچه خروجی باقیمانده گدازه یا به طرف دریچه اضطراری. در این حالت سوراخ دریچه 10 تا 20 میلیمتر بالاتر از کف کوره قرار میگیرد. امتیاز این کار در آن است که گدازه نخستینی که در کف نسبتا سرد کوره سرد میشود، بلافاصله به جلوی دریچه نرسد و یا به علت کاملا بسته نبودن دریچه در کانال دریچه منجمد نگردد. در اینجا دیگر خالی کردن کامل کوره از راه دریچه اصلی صورت نمی گیرد، بلکه از راه دریچه خروج مذاب باقیمانده که مابقی سرباره زا نیز خارج میسازد، انجام می شود. با این کار از خروج سرباره از سوراخ دریچه گدازه جلوگیری به عمل میآید و این امر در کورههایی که باید شدت اعمال حرارتی و شیمیایی آنها کاهش یابد، حائز امتیاز بسیاری است. اندازه این دریچه اضطراری یا سوراخ مذاب باقیمانده را میتوان بزرگ گرفت، برای آن که همیشه آن را باز نمی کنند. بیشتر اوقات به جای ساختن دریچه خروجی گدازه از آجرهای آماده استفاده میکنند شکل 34 یک چنین آجر پیش ساخته را همان طور که ایرس برگر پیشنهاد میکند نشان میدهد. همچنین نوع دیگری با سوراخ دریچه رزرو معمول است.
تهیه این آجرها از شاموت یا گرافیت مشکلتر است و فقط برای کورههایی ضروری است که باید دریچه هایشان در برابر مذاب مدت زمان بیشتری مقاومت داشته باشند.
دریچههای کوبیده شده، اگر با دقت ساخته شده باشند و خاک نسوز خوبی در ساختمانشان به کار برده شده باشد، حتی با کار چند روزه و بدون انقطاع هم دوام میآورند و این در صورتی است که سرباره از دریچه خروج گدازه جاری نشود، چون در این صورت سرباره خاک دریچه گدازه را به شدت خراب می کند. دریچه خروج سرباره بالاتر از دریچه گدازه و حتی الامکان در مقابل آن ساخته میشود. در این نوع کورهها، غالبا دریچه خروج مذاب باقمیانده در قسمت دریچه پشتی کوره ساخته میشود. دریچه خروج سرباره مانند دریچه خروج گدازه احتیاج به مراقبت و بازسازی چندانی ندارد، زیرا نه به طور مداوم باز میماند و نه آن را به تناسب نوع کار در فواصل زمانی طولانیتری میگشایند.
فشار وارد بر روی دریچه خروج سرباره به مراتب کمتر از فشار وارد بر دریچه خروج گدازه است. در صورتی که دریچه خروج سرباره به طور مداوم باز نگه داشته شود و سربارهای جریان نداشته باشد، گاز داغ از دریچه خارج می شود و کانال را گرم نگه میدارد. این امر به هر حال کاهش گرما محسوب میشود.
رنگ شلعه این گاز برای کارگر با تجربه کوره نشانه درست بودن کار کوره و کافی بودن کک آن است.
ساختمان دریچه خروج سرباره به طور غیر قابل تصور ساده است. یک میله چوبی مخروطی سبک یا میله آهنی رادر سوراخ میگذارند و اطراف آن را می کوبند، یا بعد از کوبیدن خاک، میلهای را در آن فرو میکنند. قطر دریچه خروج سرباره به علت قابلیت فرمپذیری کم سرباره مذاب بزرگتر از قطر دریچه گدازه است و قاعدتا به 50 تا 60 میلیمتر می رسد. برای آستری آن میتوان در کورههای ذوب کوتاه مدت ماسه چسبدار یا ل نسوز به کار برد. پس از اتمام ساخت دریچه سرباره آن را با محلول گرافیت اندود می کنند. در صورتی که خاک نسوز به کار برده شده برای ساخت دریچه سرباره را قبلا با 20٪ محلول گرافیت مخلوط کنند، می توان اثر شدید سرباره را کاهش داد. تعمیر دریچه سرباره آسانتر از تعمیر دریچه گدازه است. اگر بخواهید دریچه سرباره را گاهگاه باز کنند، بنابراین توپی گذاشتن در دریچه با گل نسوز کافی است. برای آن که تهیه توپی گلی به سادگی امکانپذیر است. ناودان چدنی در جلوی راه خروجی سرباره که در میان درب یا بدنه کوره برای هدایت ناودان با محلول غلیظ گرافیت به آن استحکام کافی میدهد.
بهترین ماده برای این کار هماتیت است.
2: کورههای دارای اجاق پیشین ثابت
در کورههایی که دارای اجاق پیشین ثابت میباشند، از آن به عنوان مخزن جمع کننده مذاب یا سرباره استفاده میشود. این اجاق با همان قطر و ارتفاع مشابه ذکر شده به علت عدم وجود کک بستر، دارای گنجایش بیشتری نسبت به کورههای بدون اجاق پیشین است که مذاب در فضای بین بدنه دمندهها جمع میشود.
به هر جهت آهن مذاب در این کورهها تماس زیادی با کک بستر نخواهد داشت، در نتیجه از این کورهها که دارای یک نوع بار هستند معمولا مذابی با مقدار کربن کمتر حاصل می شود یعنی از این کورهها با بار مساوی معمولا کربن کمتری حاصل میشود زیرا در این کورهها دمندهها پایینتر از دمندههای کورههای بدون اجاق پیشین قرار میگیرند و با این ترتیب قسمتی از کک بستر مصرف نمیشود. اگر قرار باشد که ذوب دارای مقدار کربن کمتری باش، این امر با کورههای دارای اجاق پیشین آسانتر امکانپذیر خواهد بود. کوره به وسیله کانالی به اجاق پیشین مربوط می شود که طبق مدل ایرس برگر باید حتی الامکان بزرگ باشد زیرا این کانال علاوه بر جریان سرباره و گدازه ، گازهای داغ کوره کوپل را نیز وارد اجاق پیشین میکند، تا آن را در آغاز ذوب گرم نماید و در ضمن مذاب را هم گرم نگه دارد.
بهترین کار آن است که کانال را به شکل شکافی به پهنای 100 میلیمتر و بلندی 200 میلیمتر بسازند. ارتفاع مناسب میتواند، نصف فاصله دمنده، تا قسمت تحتانی تنوره باشد و در صورت بلند بودن کانال، به جای گازهای داغ، هوای سرد وارد اجاق پیشین میشود و آن را سرد میکند. پهنای بیش از 100 میلیمتر برای شکاف مناسب نیست، برای آنکه در این صورت کک بستر به اجاق پیشین وارد میشود. در صورتی که عمق اجاق پیشین بیش از حد لازم نباشد، میتواند بدون گرمای اضافی ویژه در موقع دمیدن به کوره به قدر کافی گرم شود. مناسبترین عمق برای اجاق پیشین 3/2 قطر کوره در قسمت دمندهها است. این عمق حتیالامکان نباید از قطر کوره تجاوز کند. عمق بیشتر اجاق پیشین باعث کاهش حرارت مذاب میشود به دلیل این که گازهای گرم کوره در ارتفاع معینی از مذاب باعث گرم شدن کامل آن در اجاق پیشین می گردد. ساختمان دریچه بار و سرباره در کورههای دارای اجاق پیشین ثابت درست مانند کوره های بدون اجاق پیشین است. همچنین در کوره های دارای اجاق پیشین ثابت از نظر طراحی امکان دارد که جداسازی سرباره و گدازه را به وسیله یک سیفون میانی مخارج از اجاق پیشین انجام داد. نظر به این که این نوع طرح ها در واقع با همان ساختمانی که قبلا ذکر آن رفت بیشتر در کورههای دارای اجاق پیشین متحرک موجود است، بررسی آنها به همان قسمت محول میشود.
1- کورههای دارای اجاق پیشین متحرک
بیشتر کورههای دارای اجاق پیشین متحرک که اخیرا در تعداد زیادی از ریختهگریهای جدید اروپایی به کار میروند، به روش فرایر گروندر یا روش شبیه آن ار جداسازی گدازه و سرباره را در کوره انجام میدهند. سرباره و گدازه به طور مدام از کوره به یک سیفون میریزند. مهمترین امتیاز این روش در آن است که ارتفاع سرباره یا ارتفاع مذاب در کوره از خارج تنظیم میشود و بدون تغییر می ماند و این امر باعث یکنواختتر شدن ترکیب گدازه خروجی میگردد. نظر به این که ارتفاع مذاب
و سرباره مدام تحت کنترل است، این امر دیگر به مهارت متصدی ذوب واگذار نمیشود، تا تشخیص دهد که سطح مواد مذاب را در کوره به چه ارتفاعی برساند یا دائما مترصد باشد که چه وقت دریچه سرباره را به منظور سربارهگیری باز نماید.
هنگامی که سرباره یا گدازه در دمندهها راه پیدا میکند، دیگر خیلی دیر است و دمندهها در این حالت اغلب مسدود میشوند ، به طوری که چاره کار فقط تخلیه کوره با مشقت فراوان است. سرباره گیری را توسط یک سیفون از بالای سطح مواد مذاب انجام میدهند. مذاب آهن در سیفون و مذابی که در تنوره به پایین می چکد مدام با سرباره جدید تماس پیدا میکند و میتواند به نحو بهتری با آن فعل و انفعال داشته باشد. برای گدازه گیری و سربارهگیری دو راه امکان دارد.
1- سرباره و گدازه با هم از یک دریچه خروجی خارج می شوند و جداسازی آنها در خارج از کوره و به وسیله یک روباهک صورت می گیرد( سربارهگیری مستقیم )
2- گدازه و سرباره به طور مداوم از دو سوارخ خروجی جداگانه سیفونی شکل از کوره خارج میشوند. ( سربارهگیری غیر مستقیم)
امتیاز روش اول از این جهت است که گر چه ظرفیت گرمایی سرباره در واحد وزن از ظرفیت گرمایی آهن بیشتر است اما به علت کمتر بودن وزن مخصوص سرباره ظرفیت گرمایی آن در واحد حجم کمتر از ظرفیت گرمایی مذاب است. بدین جهت سرباره توسط مذاب گرم نگهداشته می شود و آسانتر از کوره خارج میگردد. ظرفیت گرمایی سرباره 425 کالری بر گرم و مذاب تقریبا 280 کالری بر گرم است. اگر این مقدارها را نسبت به حجم بسنجیم ظرفیت گرمایی آهن با وزن مخصوص ؟ 7برابر با ؟ 1960 و ظرفیت گرمایی سرباره با وزن مخصوص CM3 /g 3 برابر ؟ 1275 میشود. به هر حال سرباره باعث خرابی آستر دریچه خروجی میشود و قسمت فوقانی آن را گشاد مینماید، در مواقعی که کار کوره طولانی است و آستر به شدت مورد آسیب سرباره قرار می گیرد ممکن است از راه دریچه خروجی، هوا دمیده شود و با هر برخورد هوا با سرباره، مقداری از آن را با خود خارج نماید. اما بازسازی یک دریچه مشترک در حین کار، به خاطر مشکلاتی که به واسطه متصل کردن جدا کننده سرباره به وجود می آید، مشکلتر از بازسازی یک جدا کننده مستقل سرباره است. علاوه بر ان، ارتفاع مذاب در کوره به وسیله فاصله دریچه تا تنوره کوره محدود میشود. در حالت دوم دریچه گدازه خیلی کمتر، به خصوص فقط به وسیله مذاب تاثیر پذیر است. فرسایش شدید سیفون سرباره انتقال پیدا می کند.
دریچه خروجی کوبیده شده از چسب نسوز در کورهای با راندمان 16 تن در ساعت برای کار مداومی معادل 3 تا 4 روز دوام میآورد و ابتدا بعد از 4 تا 5 دور کاری تعویض میشود. فقط قسمتی را که باید در موقع نوسازی آستر کوره دوباره کوبیده شود، عوض میکنند. سیفون سرباره میتواند، بعد از قطع جریان هوا و باردهی کوره در حین کار در مدت کوتاهی تعویض شود، اگر برای دریچه سرباره آجرهای مقاوم یا مواد ساختمانی ویژهای انتخاب نشده باشد. ترکیب شیمیایی و حرارت گدازه نیز در استحکام دریچه گدازه تاثیر میگذارد. گدازهای با کربن و سیلیسیوم کمتر، باعث خرابی بیشتر دریچه گدازه می شود تا گدازه ای که دارای مقدار بیشتری از این عناصر باشد.
بخش ششم :انواع سربارهگیری
1- سربارهگیری پیشین
در سربارهگیری مستقیم، سرباره و مذاب مشترکا به وسیله یک دریچه تخلیه خروجی از کوره خارج می شوند و به علت وزن مخصوص متفاوت در مخزنی که به این دریچه متصل است از یکدیگر جدا میشوند. در اینجا برای خروج سرباره یک مجرا در قسمت بالای دریچه تخلیه در نظر گرفته میشودع در حالی که مذاب در محل پایینتری توسط یک سیفون جاری میشود.
در این موقع طبق قانون فیزیکی ظروف مرتبطه فشار هوا + فشار استوانه سرباره + فشار استوانه مذاب در داخل کوره با فشار استوانه سرباره+ فشار استوانه مذاب در مخزن سیفون که خارج از کوره توسط ارتفاع مذاب جاری شده در ناودان مشخص میشود. مبدا این ارتفاع از دریچه تخلیه می باشد. سطح گدازه در مخزن سیفون به علت سربارهای که در روی آن شناور است، پایینتر از سطح گدازه در ناودان قرار دارد.
با آگاهی از فشار هوای داخل کوره که نباید با فشار هوا در لولهها که بعدا به آن اشاره خواهد شد اشتباه شود، میتوان ارتفاع مورد نیاز سیفون مذاب یعنی اختلاف ارتفاع بین دریچه تخلیه و لبریزه مذاب را به دست آورد. در صورتی که به عنوان علامت اختصاری برای:
ارتفاع مذاب در مخزن سیفون
فشار هوا ( میلیمتر ستون آب)
ارتفاع سرباره در کوره
ارتفاع مذاب در کوره
ارتفاع سرباره در مخزن سیفون
ارتفاع مذاب در سیفون
وزن مخصوص آهن
وزن مخصوص سرباره
انتخاب شود و این ارزشها را نسبت به لبه فوقانی سوراخ خروجی بسنجیم، بنابراین میتوان تساوی زیر را برقرار نمود:
سمت راست این تساوی طبق آن چه که در بالا ذکر شد مساوی است با:
hES. YE
در سمت چپ تساوی باید hEO رامساوی با صفر گرفت، زیرا در صورتی که قرار باشد سرباره همزمان خارج گردد، سطح مذاب در کوره نمیتواند بلندتر از سطح دریچه خروجی باشد. بنابراین از تساوی 1 فرمول زیر نتیجه میشود.
اگر به جای Ys مقدار ؟ و به جای yE مقدار ؟ را قرار دهیم ، فرمول زیر نتیجه خواهد شد:
اما فشار هوای داخل کوره با فشار داخل لولهها یا مخزن هوا مساوی نیست، بلکه کمتر از آن است. اختلاف در اصل به نسبت سطح مقطع کل دمندهها و سطح مقطع کوره بستگی دارد. فشار در یک کوره گرم دم با مجرای جانبی خروجی گازها در قسمت سوختگاه یا کمی بالاتر از آن کمتر از کورههایی است که گازهای خروجی آنها از دهانه متصاعد میشوند. این اختلاف با ازدیاد فشار هوا افزایش مییابد.
جدول 4 چند نمونه از مقدار فشار در ابتدا و انتهای دمندهها را نشان میدهد. این مقادیر در هر دو حالت برای کورههایی صدق میکنند که قطر داخلی آنها 1800 میلیمتر باشد، یعنی برای کورهای به بزرگی کورههای اروپایی. اعداد ردیف اول برای یک کوره با دم تنظیم شده که دارای یک دمنده اصلی و یک یا چند ردیف دمنده فرعی باشد. صدق میکند و اعداد ردیف دوم برای کوره ای صادق است که بنای سنتی دارد. ارقام جدول شماره 5 نتیجه چند اندازهگیری برای یک کوره دم و 1100 میلیمتر و سطح مقطع دمنده 25٪ با امکان تصاعد گاز در محل بارگیری کوره و همانطور برای یک کوره گرم دم 800 میلیمتری با امکان تصاعد گاز در بالای سوختگاه آن است. جدول 5 اختلاف فشار در ابتدا و انتهای دمندهها در یک کوره گرم دم به قطر 1100 میلیمتر و امکان تصاعد گاز در (چند بارگیری کوره) و در یک کوره گرم دم به قطر 800 میلیمتر و امکان تصاعد گاز در بالای سوختگاه نسبت سطح مقطع دمندهها به سطح مقطع تنوره کوره 25٪ است.
نسبت Dw. DO فشار DO در کوره mm Ws فشار Dw در لولههای هوا ws mm
68/0 : 1 660 970
:68: 1 420 615
83/0 : 1 790 950
81/0 : 1 570 700
78/0 : 1 460 590
80/0 : 1 350 440
جدول 4 اختلاف فشار در ابتدا و انتهای دمندهها
الف: کوره 1100 میلیمتری. تصاعد گاز ( از چند بارگیری کوره)
نسبت Dw. DO فشار DO در کوره mm Ws فشار Dw در لولههای هوا ws mm
94/5 : 1 940 1000
64/0: 1 850 900
95/0 : 1 700 740
95/0 : 1 570 600
92/0 : 1 350 380
ب: کوره 800 میلیمتری
نسبت Dw. DO فشار DO در کوره mm Ws فشار Dw در لولههای هوا ws mm
88/0 : 1 440 500
88/0: 1 350 400
83/0 : 1 250 300
85/0 : 1 170 200
86/0 : 1 120 1400
معمولا ارتفاع 300 میلیمتری برای سرباره کوره کافی است. در این حالت ارتفاع مذاب سیفون با فشاری معادل mm ws 700 به وسیله فرمول زیر به دست خواهد آمد.
2- سرباره گیری پسین
برای سرباره گیری پسین و خارج کردن مذاب دو سیفون جداگانه مورد نیاز است. این روش برای کورههای کوپلای که در آنها مدتی طولانی بدون انقطاع ذوب میشود، مناسبتر می باشد زیرا سرباره سیفون آسانتر بازسازی میشود. برای تفهیم طرز کار میتوان هر دو سیفون را به عنوان لولههای ارتباطی در نظر گرفت.
ارتفاع سیفون گدازه × وزن مخصوص گدازه برابر است با ارتفاع گدازه × وزن مخصوص گدازه+ ارتفاع سرباره در کوره × وزن مخصوص سرباره در کوره+ فشار هوای داخل کوره. برای اندازهگیری ارتفاع هر سیفون باید با توجه به استوانه سرباره و فشار هوا در کوره و بالاخره پس از تخمین ارتفاع مذاب سیفون را محاسبه کرد.
برای اندازهگیری ها میتوان از علائم اختصاری زیر استفاده نمود:
فشار هوا در کوره
ارتفاع سیفون آهب مذاب
ارتفاع مذاب- در کوره
ارتفاع سرباره
ارتفاع سرباره در کوره
وزن مخصوص سرباره
وزن مخصوص آهن
رابطه سیفون سرباره به وسیله تساوی 4 نشان داده می شود:
4)
برای سیفون مذاب :
معمولا ارتفاع 25 سانتیمتر سرباره در کوره برای جلوگیری از اکسید شدن کافی است و همچنین در مواقع بازی بودن عمل ذوب، به مقدار کافی گوگرد زدایی خواهد شد. سرباره در کوره تا 100 سانتیمتر افزایش یابد. اگر فشار هوا در کوره mm ws700 ارتفاع سرباره در کوره 25 سانتی متر باشد، با این ترتیب ارتفاع سیفون سرباره (hss) طبق تساوی 4 مساوی است با:
در این حالت ارتفاع سیفون آهن مذاب Hes غیر از ارتفاع سرباره در کوره به ارتفاع مذاب در کوره نیزبستگی دارد.هرچه کربن دادن به آهن مذاب بیشتر باشد باید به همان نسبت هم ترتفاع مذاب در کوره بیشتر باشد تا آنکه مذاب مدت طولانی تری در تماس با کک بستر قرار گیرد.
ارتفاعی معادل 100تا 200 میلیمتر عادی به نظر میرسد.
حد بین جدا سازی سرباره و گدازه باید کمی پایین تر لبه فوقانی سوراخ سرباره باشد.
بدین طریق پایین ترین طبقه سرباره که قبلا با مذاب در تماس بود خارج خواهد شد.
اندازه ارتفاع سیفون آهن از تساوی (5)به دست می آید اگر heo=150mmباشد چون :
است. بنابراین خواهیم داشت:
و در نتیجه بنابراین دریچه خروج سرباره در حدود 150 میلیمتر بالاتر از دریچهگدازه قرار گیرد و ارتفاع سیفون مذاب باید 350 میلیمتر و ارتفاع سیفون سرباره 480 میلیمتر باشد.
3- ساختمان کوره و مواد دیگر گداز در روشهای مختلف سربارهگیری
در آلمان روش سرباره گیری به وسیله سیفون ارزش خود را به خوبی نشان داده است. به علت سادگی هم برای سربارهگیری از جلو و هم برای سربارهگیری از پشت سیستم یکنواختی در جلوی دریچه مذاب انتخاب می شود.
برای سربارهگیری از جلو، مطلوبتر است که کف سیفون به طرف کوره شیب داشته باشد و همچنین سوراخ خروجی که لبه پایینی آن کف سیفون را قطع میکند، در همان جهت باشد. کف تنوره کوره حدود 20 میلیمتر پایینتر از دریچه خروجی قرار میگیرد و به یک دریچه مذاب باقیمانده جنبی یا پشتی منتهی می شود. در این طریقه به هنگام خالی کردن کوره، دریچه خروجی و سیفون به کلی خالی میشوند. برای آنکه مذاب باقیمانده به مقدار غیر ضروری زیاد نباشد در پیش بنای سیفون مجرای دیگری می سازند که از طریق یک ناودان به حوضچه متصل میشود. در کنار مخزن سیفون و در حدود 50 میلیمتر بالای مذاب مجرای خروج سرباره وجود دارد. برای آستر کردن و بازسازی سیفون مدلی به کار می برند که با خود سیفون کوبیده می شود. اندازه هر یک از سوراخها به توان ذوب کوره، که برای آن ارقام تجربی داده شده، بستگی دارد:
جدول زیر ارقام تجربی را نشان میدهد:
قطر سیفون نسبت به ناودان قطر داخلی کوره نسبت به قطر دریچه تخلیه تن / ساعت
50 45 9
60 55 14
70 65 18
پهنای سیفون اهمیت چندانی ندارد و به وسعت مکانی که برای این کار در نظر گرفته می شود بستگی داشته و به طور کلی از 250 تا 300 میلیمتر تجاوز نمیکند. اگر بخواهند به دلایل خاصی متالوژیکی، ارتفاع سرباره را کوره حد تا امکان پایین نگهدارند، باید با دانستن مقدار فشار هوای داخل کوره طبق رابطه 3 ارتفاع hES را محاسبه نمود.
بهتر است ارتفاع hES را 20 تا 30 میلی متر بالاتر انتخاب شود تا بتوان از دگرگونی پیوسته دریچه تخلیه که به علت سرباره به وجود میآید، پیشگیری کرد. هنگام افزایش توان گداز که موجب افزایش مقدار هوا و فشار آن می شود خروج هوا از دریچه تخلیه اجتنابناپذیر است در این موارد میتوان با ساختن نوعی ناودانی مناسب از خروج آن جلوگیری کرد. معمولا در جلوی دریچه تخلیه سطح مقطع ناودان به صورت مربع شکل می باشد. ولی اگر سطح مقطع را به صورت مستطیل باریک و عمودی در بیاوریم با افزایش توان گداز ارتفاع گدازه در ناودان نیز افزایش یافته که در نتیجه باعث افزای hES شده و به روی ازدیاد فشار هوای داخل هم اثر متقابل میگذارد. توان گداز، با اضافه شدن کک شارژ در صورتی که فشار و مقدار هوا ثابت بماند، پایین میآید. اگر ارتفاع استوانه سرباره در کوره خیلی پایین باشد باز هم هوا به خارج دمیده می شود و به همین علت است که ارتفاع hES 20 تا 30 میلی متر بیشتر توصیه می شود. هر گونه تغییر hES در فشار هوای ثابت باعث می شود که hSO به میزان 3/2 برابر تغییر نماید که فاکتور فوق نسبت وزن مخصوص آهن به وزن مخصوص سرباره میباشد. همزمان با ذوب در منطقه بالایی مجرای تخلیه ، ارتفاع سرباره در داخل کوره نیز کاهش می یابد، زیرا سرباره با ارتفاع مذاب کمتری در حالت تعادل قرار دارد و به این ترتیب خطر قطع دم شدت می یابد. از طرف دیگر hES را از طریق بالاتر قار دادن راه خروجی آهن افزایش داد، تا بتوان با افزایش ارتفاع سرباره در کوره از قطع جریان هوا جلوگیری نمود. اما این عمل زمانی امکانپذیر است که فاصله کافی تا دمندهها موجود باشد. بنابراین میتوان ارتفاع استوانه سرباره را از خارج کنترل کرد و در حین ذوب نیز ثابت نگه داشت.
این نوع تخلیه نسب به کوره با تخلیه منقطع، دارای امتیاز بسیاری است، به ویژه وقتی که قرار باشد مذابی با ترکیب شیمیایی یکسان ذوب گردد. آزمایشهای زیاد نشان دادهاند که ترکیب شیمیایی گدازههای کوره کوپل ، بدون حوضچه و با تخلیه منقطع مذاب و سرباره با ارتفاع سرباره و مذاب در نوسان مستقیم خواهد بود.
برای ماده اولیه جهت ساخت سیفون ماسه چسب نسوز مناسب تشخیص داده شده است. در کورههایی که بعد از 8 تا 16 ساعت زمان گداز تعمیر می شوند میتوان بخشهایی مانند دریچه تخلیه و سقف سیفون را که تحت تاثیر سرباره قرار می گیرند، از ماسه چسب نسوز ساخت. اضافه نمودن 10 تا 20٪ حجمی گرافیت به ماسه چسب نسوز پایداری در برابر سرباره را در کوره هایی که زمان گدازطولانی آن مد نظر است، افزایش میدهد. در این جا باید دریچه تخلیه، به عنوان مهمترین قسممت از سنگهای ویژه مانند سیلیسیوم کاربید، اکسید زیرکن و غیره ساخته شود. برای کورههای بازی، مننزیت یا کرم مننزیت و سنگ معدم کرم ارزش خود را به عنوان آجر نسوز شکل یافته مقاومت زیادش ارزانتر از به کار بردن خاک نسوز همان ماده تمام خواهد شد یا خیر؟ آجر نسوز هر خاک نسوز از کربن عملا در برابر سرباره بازی یا اسیدی حساسیتی ندارد و به هر حال آنها تحت تاثیر کربن و سیلیسیوم مذاب قرار می گیرند.
مرز بین مذاب و سرباره
حد بالایی سرباره در فشار هوای زیاد، ارتفاع سرباره
حد بالایی سرباره در فشار هوای کم، ارتفاع سرباره
ارتفاع لبریز مذاب
ارتفاع مذاب در ناودان در فشار هوای ماگزیمم توان گداز ماگزیمم
ارتفاع مذاب در ناودان در فشار هوای کم، توان گداز کم
آجرها و خاک نسوز کربنی چون در مجاورت اکسیژن مثلا در نزدیکی دمندهها یا در مجراهای باز به سرعت می سوزند، نسبت به بقیه مواد دیرگداز دارای امتیاز منفی هستند. در ایالات متحده آمریکا روش گدازه و سرباره گیری به خصوصی متداول است، با این هدف که ارتفاع سرباره را در کوره حتی الامکان به حداقل می رسانند، زیرا ریختهگریهای آمریکایی به علت برخوردار بودن از ترکیب شیمیایی مناسب مواد اولیه، مثل ریخته گریهای اروپایی به ویژه در مورد کوره های بازی، آنقدرها نسبت به تاثیر متالوژیکی حساسیت ندارند.
در سیفون سرباره زدایی غالبا یک تیغه آجری به عنوان سد سرباره ساخته میشود.
مقادیر X mm فشار در کوره کوپل mm ws فشار در مخزن هوا mm ws ـــــــــــــــ
110 660 970
کورهکوپلبادمتنظیمشده
کورهکوپلمعمولی
89 530 835
74 420 615
127 790 950
94 570 700
79 460 600
64 350 440
برای اندازهگیری حداکثر ارتفاع گدازه در ناودانی فرمول زیر را به کار می برند. ماگزیمم . در این رابطه x ارتفاع گدازه به اینچ است، بنابراین X+D مساوی است با hES در تساوی 3 D ارتفاع مذاب در ناودان به اینچ و C فشار هوا به اونس بر اینچ مربع است.
نتیجه تبدیل آن به سیستم اندازهگیری متری در رابطه زیر نشان داده شده است:
hES= hES1+ hER=p:70
ارتفاع x که به این ترتیب به دست آمده است، کوچکترین اندازه برای hES1+ hER است و باید به دلایلی که قبلا به آنها اشاره شد، با توجه به ارتفاع مورد نظر سرباره داخل کوره بزرگتر شود. شکلهای 38 تا 41 نمونههای دیگری از ساختمان سیفونهای آمریکایی برای سرباره و آهن میباشند. شکلهای 38 تا 41 نمونههای دیگری از ساختمان سیفونهای آمریکایی برای سرباره و آهن میباشند. سرباره جداکن به عنوان سر سرباره در بیشتر حالات از آجرهای نسوز ساخته می شود. ایجاد آن با این روش به آسانی صورت میگیرد و دسترسی به آن در مواقع خرابی به خوبی امکانپذیر است. دریچه تخلیه مذاب باقیمانده اکثرا در کنار ناودان قرار دارد. در این حالت باید مذاب باقیمانده را در یک پاتیل جداگانه ریخت.
چنین طرحی این امیتیاز را دارد که بعد از خالی شدن بار کوره به خوبی تمیز می شود و با کمترین هزینه به کرات مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین مجرای تخلیه بعد از بسته شدن قسمت جلویی به آسانی قابل دسترسی است و بدون آن که نیاز به خالی کردن کوره باشد، به آسانی از خارج کوره تعمیر شده و به کار میافتد.
دوام دریچه تخلیه مذاب در موقع سرباره گیری پسین و استفاده از یک مجرای جداگانه برای خروج سرباره به مراتب بیشتر است، زیرا تاثیر سرباره در این مکان از بین میرود . در مواقع اسیدی بودن کار کوره، دریچه تخلیه مذاب و سیفون ساخته شده از ماسه چسب نسوز میتوانن یک دوره چند روزه را به خوبی تحمل کنند.
در مواقع بازی بودن کار کوره، حتی در موقع فرایند چندین روزه کوره نیازی به ماده مخصوص دیرگداز نیست.
برای این منظور، دولومیت و مننزیت به عنوان خاک نسوز یا آجر نسوز مناسب میباشند در حالی که مواد به کار رفته در دریچه تخلیه سرباره را باید به کرات عوض نمود. در استفاده های طولانیتر و به هنگام متوقف کردن کوره، بهتر است دریچه دارای شیب کمتری باشد. مجرای سرباره با آن که طولانی میشود، اما دسترسی به آن در موقع رفع خرابی های توسط سوزاندن اکسیژن به نحو بهتری امکان پذیر بوده و آسانتر تعمیر می شود. در مواقعی که کوره اسیدی است میتوان از ماسه و چسب نسوز استفاده کرد که مقاومت کم آن نسبت به سرباره با اضافه نمودن 20٪ حجمی گرافیت افزایش می یابد. کربن به عنوان آستر دریچه سرباره ارزش خود را هم در موقع اسیدی بودن کوره و هم در موقع بازی بودن آن به اثبات رسانیده است و برای کار مداوم کوره ها روزهای متوالی دوام میآورد. در صورت سوزانیدن به وسیله نیزک اکسیژن، خرابیهایی درآستر کربندار ایجاد میگردد. ارتفاع سیفون مذاب و سرباره با توجه به هدفی که از کار کوره انتظار میرود از روی تساویهای 4 و 5 تعیین میشود. در کورههای بازی باید طبق نظریه هولت برای مذاب که گوگرد آن کمتر از 03/0٪ است ارتفاع سرباره داخل کوره تقریبا 280 میلیمتر باشد. برای مذاب با 07/0 درصد گوگرد بایدارتفاعی معادل 150 میلیمتر کافی باشد. البته مقدار گوگرد در مذاب اصولا بهدرجه قلیایی بودن سرباره و مقدار اکسید آهن آن در سرباره بستگی دارد. به طور کلی تمام اندازههای ارتفاع سیفون که در محاسبه تعیین شدهاند، کافی است. در موقع تاثیرات بیشتر از اندازه بر روی دریچه تخلیه سرباره و مذاب استفاده از سنگهای مخصوص نامبرده شده از سیلیسیوم کاربید و زیرکن و غیره توصیه میشود. افزایش دوام دریچههای خروجی از طریق سرد کردن آستر در این مکان که به وسیله لولههای نصب شده و جعبههای سرد کننده مخصوص امکانپذیر است، عملا مورد آزمایش قرار گرفته و با موفقیت انجام شده است. بیشتر اوقات در کورههای با فرایند گداز دراز مدت دریچه دومی برای سرباره نیز در محل دیگری غیر از این محل اول ساخته میشود که در صورت خراب شدن دریچه اولی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. یکایک دریچههای تخلیه باید قبل از بارگیری کوره کاملا خشک شوند. خشک نبودن کامل دریچه تخلیه سرباره و مذاب سبب میشود که مذاب و سرباره جوشان بشوند مضافا آن که قسمتهای کنده شده آستر اندازه ارتفاع سیفون را تغییر میدهند. به نظر می رسد که برای خشک کردن کامل دریچهها به وسیله مشعل گازی زمانی معادل 8 ساعت کافی باشد. خشک کردن دریچه های به وسیله ذغال هیزم یا بریکت توصیه نمیشود، زیرا باقیماندن خاکستر آنها باعث بروز اختلال در صحیح کار کردن سیفون میگردد. مشعل برای سوزاند گاز کک و گاز خروجی 1 کوره، به علت ساده بودن آن قابل ساخت در کارخانه میباشد.
هوای سوخت مورد نیاز میتواند از یک دستگاهخ دمنده کوچک یا از لولههای هوای منشعب شود. به هر جهت در این حال همیشه فرض بر این است که کوره کوپل در حال کار کردن باشد. ناودان کوره کوپل را که معمولا از یک مخزن حلبی گوشه دار یا گرد تشکیل می شود، به وسیله لایهای از ماسه چسب نسوز پوشش داده شده و سپس آن را کاملا خشک مینمایند. برای ناودان یک کوره بازی نیز وجود یک آستر بازی الزامی نیست زیرا هنگامی که سرباره جداکن درست کار کند، فقط مذاب بدون سرباره ناودان جاری می شود. محل اتصال به سیفون بازی از یک قطعه مذاب دیرگداز خنثی تشیل می شود. سربارهبازی که همراه با مذاب وارد ناودان اسیدی می شود، باعث فرسایش شدید آن میگردد.
ترکخوردگیهایی را که در موقع خشک شدن به وجود میآیند، با کشیدن سیاهه یا محلول گرافیت اندود کرده پر میکنند. برای وجود استحکام بیشتر، محلول سیاهه را قبل از اندود کردن با کمی گچ مخلوط مینمایند و ناودان را دوباره خشک میکنند. در کوره های با فرایند گداز طولانی توصیه می شود برای پوشش ناودان از سنگ دیرگداز که در مقابل تغییر درجه حرارت پایدار است استفاده کرد، زیرا در ناودانهایی که با مواد کوبیده شده آستر شدهاند، به هنگام عبور مذاب این مواد شکسته می شوند یا مکان های کلوخه نشده خرد و جدا میگردند.
بخش هفتم : خشک کردن و روشن کردن کوره
1- خشک کردن :
به ندرت امکان دارد که آستر کوره را پیش از شروع فرایند گداز تنها از طریق هوا خشک نمود. حتی برای خشک کردن به وسیله گرمایش نیز وقت کافی وجود ندارد. در این نوع خشک کردن آستر باید ابتدا فقط با یک شعله خفیف صورت گیرد، زیرا شعله شدید در آغاز کار باعث به وجود آمدن یک طبقه کلوخه در طرف داخلی کوره میگردد که این امر از خشک شدن کامل آستر جلوگیری میکند. بر عکس، کلوخه شدن سطح رویین آستر که بعدا صورت میگیرد سودمند است چون آستر را در برابر تخریب مکانیکی که در موقع بارگیری به وجود می آید، محافظت میکند. کلوخه شدن میتواند به وسیله دمش کوتاه مدت حاصل شود. بعد از خشک شدن، کوره را دوباره خالی میکنند، تا سرباره را از آن خارج کنند. سرانجام میتوان کوره را، برای فرایند گداز آماده کرد. بعد از آن که کوره آماده بهرهبرداریشد، یعنی آستر دیرگداز و اماده شده و مجرای تخلیه مذاب و سرباره به شکلهای مورد نظر کارگذارده و خشک شدند و کف کاملا کوبیده شد، آن وقت کوره را روشن میکنند.
+ نوشته شده در دوشنبه یکم آبان ۱۳۹۱ ساعت 10:38 توسط Researcher genius hojat ziari
|
حال من بد نیست غم کم می خورم کم که نه! هر روز کم کم می خورم آب می خواهم، سرابم می دهند عشق می ورزم عذابم می دهند خود نمی دانم کجا رفتم به خواب از چه بیدارم نکردی؟ آفتاب!!!! خنجری بر قلب بیمارم زدند بی گناهی بودم و دارم زدند دشنه ای نامرد بر پشتم نشست از غم نامردمی پشتم شکست سنگ را بستند و سگ آزاد شد یک شبه بیداد آمد داد شد !