wrapper

توصیه های روزانه

Felezat:شامل یک حمام بزرگ و کم عمق با لایه نسوز اسیدی یا بازی و الکترودهای کربنی بر بالای بستر ذوب می باشد که می توانند بالا و پایین بروند . جریان الکتریکی از ترانسفورمرها به این الکترود ها وارد می شود. آهک برای حذف ناخالصی ها و تشکیل سرباره به ذوب اضافه می شود . فلزی که مذاب را تشکیل می دهد ، قراضه با ترکیب شناخته شده است . هنگامی که کوره با قراضه شارژ شد ، الکترودها پایین آورده می شوند و جریان الکتریکی برقرار می گردد.سپس الکترودها بالا می روند و قوس الکتریکی از الکترود به فلز برقرار و ذوب شدن آغاز می شود

 ساختمان و اصول کار کوره قوس الکتریکی نوین

Electric Arc Furnace

شامل یک حمام بزرگ و کم عمق با لایه نسوز اسیدی یا بازی و الکترودهای کربنی بر بالای بستر ذوب می باشد که می توانند بالا و پایین بروند . جریان الکتریکی از ترانسفورمرها به این الکترود ها وارد می شود. آهک برای حذف ناخالصی ها و تشکیل سرباره به ذوب اضافه می شود . فلزی که مذاب را تشکیل می دهد ، قراضه با ترکیب شناخته شده است . هنگامی که کوره با قراضه شارژ شد ، الکترودها پایین آورده می شوند و جریان الکتریکی برقرار می گردد.سپس الکترودها بالا می روند و قوس الکتریکی از الکترود به فلز برقرار و ذوب شدن آغاز می شود . دما در نزدیکی نوک الکترود به حدود c◦ 4100می رسد که قراضه را ذوب می کند . آهک ، فلوراسپار ، کربن و فروآلیاژها برای اکسیژن زدایی فلز نیز اضافه می شوند.

مقدمه

اجاز ه ثبت رسمی برای ذوب الکتریکی فلزات نخستین بار در سال 1853 داده شد، اما پایه ریزی و ساخت کوره های جدید قوس الکتریکی در سال 1878 به دست سرویلیام زیمنس انجام گرفت . ابداع این روش مبتنی بر این بود که می توان برای ذوب فلزات از قوسی که بین الکترود افقی زده می شود، استفاده کرد. طرح زیمنس برای قوس الکتریکی غیر مستقیم چندین نوع بوده اما تنها، در سال 1890 بود که هرولت طرح کوره های قوس الکتریکی مستقیم را ارائه کرد به طوری که تمام خصوصیات اساسی و بنیادی کوره های الکتریکی جدید را در بر می گرفت .

کوره های ابداعی هرولت از برق سه فاز استفاده می کرد، در هر فاز جریان از یک الکترود عبور کرده و وارد حمام مذاب می شد و از آنجا به الکترود دیگر می رفت، در نتیجه حرارت حاصل به وسیله حمام گرفته شده و به دنبال آن فرسایش مواد نسوز به حد اقل خود می رسید. این کوره عمدتاً بمنظور تولید فروآلیاژها و کربور کلسیم به وجود آمده بود . اما به رشد روز افزون تقاضا برای تولید فولادهای آلیاژی، خیلی زود کارآیی آن برای تولید این فولادها مورد توجه قرار گرفت، در حالی که محدودیتهای تولید فولاد به وسیله کوره زیمنس- مارتین منجر به تولید مقادیر زیادی فولاد با عناصر آلیاژی اکسید شونده بود با شرایط موجود کوره های قوس الکتریکی، آلیاژ اکسید شونده به احیاء شونده تبدیل شد و به این ترتیب تولید فولادهای آلیاژی امکان پذیر گردید. انگیزه تحولات کوره قوس الکتریکی نیز همین مسأله بود .

جنگ سالهای 1914 تا 1918، پیشرفت عظیمی را در ظرفیت کوره های قوسی به وجود آورد که این توسعه بعد از جنگ نیز ادامه یافت به طوری که در سال 1935 برای اولین بار تولید فولاد در کوره های قوسی در بریتانیا به پیش از 100000 تن در سال رسید . این رقم در سال 1977 به 6269000 تن افزایش یافت که این مقدار 479000 تن آن برای ریخته گری فولاد تولید شده بود. در کشورهای صنعتی پیشرفته تولید کننده فولاد در سال 1990، حدود 40% از تولید فولاد توسط کوره های الکتریکی صورت گرفت و با توسعه تکنولوژی این گونه کوره ها، استفاده وسیع تر از آنها روز به روز مشاهده می گردد.

 -2 اساس کار کوره های قوس

نحوه انجام عملیات ذوب و شارژ کوره

شارژ کوره با استفاده از جراثقال آهنربایی یا توسط سبدهایی که کف آنها چند تکه بوده و این تکه ها توسط طنابی بهم متصل شده اند صورت می گیرید هنگامیکه سبدهای شارژ روی کوره قرار می گیرند، طناب در اثر حرارت سوخته و شارژ بدرون کوره ریخته می شود. طریقه چیدن شارژ درون سبدها به این ترتیب است که کف سبد را با تراشه یا قراضه های کوچک و روی آنها را با قراضه های سنگین می پوشانند که این عمل به دو دلیل انجام می شود:

1- تراشه ها و قراضه های سبک بهم فشرده شده و حجم کمتری را اشغال می کنند .

2- قراضه های سنگین هنگام ورود، به دیواره نسوز کوره آسیبی وارد نمی سازند .

پس از اینکه شارژ وارد کوره شد، قراضه های سنگین به ته کوره رفته و قراضه های سبک و تراشه روی آنها را می پوشانند، در نتیجه الکترود بدون اینکه آسیبی ببینند در داخل بار فرو رفته و نسوز سقف از تشعشع حرارتی محافظت می شود.

لازم به ذکر است قبل از اینکه قراضه در کوره شارژ شود مواد کربن زا مانند کک، آنتراسیت و الکترودهای شکسته در ته کوره قرار گرفته تا جوشش بدلیل وجود کربن زیاد در کوره حاصل شود. فسفر زدایی بدلایلی که بعداً اشاره می شود لازم است در دمای پایین و قبل از اینکه دمای کوره بالا رود صورت پذیرد. مواد سرباره زای اکسیدی مانند اکسید آهن و سنگ آهک را می توان در سبد شارژ یا بهمراه مواد کربن زا به کوره افزود .

پس شارژ و بسته شدن سقف کوره فرایند ذوب طی سه مرحله انجام می شود.

الف ـ در مرحله نخست ذوب با یک ولتاژ متوسط آغاز می شود تا از آسیب رساندن به سقف کوره تا حد امکان جلوگیری بعمل آید، البته اگر سرعت ذوب بالایی مد نظر باشد، این مرحله در حذف می کنند.

ب ـ پس از وارد شدن الکترودها بداخل شارژ جهت استفاده از حد اکثر انرژی ورودی به کوره ولتاژ مناسبی انتخاب می شود.

پ ـ پس از تشیل مذاب و تجمع آن در حوضچه، ولتاژ را جهت جلوگیری از آسیبهای تشعشعی به آستر نسوز کوره کاهش می دهند.

پس از ذوب کامل و فوق گداز نسبتاً بالا، مذاب شروع به جوشش می نماید، در این مرحله اپراتور باید از میزان کربن آگاه باشد و در صورتی که پس از نمونه برداری و آنالیز، کربن بمقدار کافی وجود نداشته باشد، افزودن کربن ضروری خواهد بود . بیرون کشیدن الکترود ها از درون شارژ زمانی انجام می گیرد که حدوداً %75 با ذوب شده باشد، سپس بطریق مختلف آن را بهم زده تا بقیه بار که هنوز ذوب نشده است نیز ذوب گردد. پس از اتمام عملیات ذوب، کوره را تخلیه می کنند که برای تخلیه مذاب کوره رابه جلو و برای تخلیه سرباره کوره را حدوداًبه عقب خم می کنند

Electric Arc Furnace2 .

-3اجزای کوره :

2-3- تجهیزات الکتریکی : یک طرح شماتیک از مدار الکتریکی کوره قوس الکتریکی در شکل (4-2)، و نیز یک طرح کلی از تجهیزات الکتریکی وکوره در شکل (5-2)، نمایش داده شده است . اینک به تفصیل اجزاء متشکله مدار را جزء به جزء مورد بررسی قرار می دهیم .

 

 1-3-2- کلید قطع و وصل مدار :

بخاطر مصرف خیلی زیاد انرژی در کوره های قوسی، این کوره ها به یک منبع الکتریکی فشار قوی متصل می شوند، در برتانیا کوره هایی که در ریخته گری های  فولادکار می کنند عموماً از یک منبع 11000 ولتی استفاده میکنند، به علت پایین بودن هزینه انتقال الکتریسیته در ولتاژهای بالا، مرکز تولید انرژی، مصرف کنندگان خود را به دریافت الکتریسیته 33000 ولتی، تشویق می کند.

مرکز مذکور، مصرف کنندگان این ولتاژ های بالا را از مزایای تعرفه برخورار میکند و در نتیجه برای طراحی کوره های جدید امری طبیعی است که آنها را مجهز به دستگاهایی بکنند به طوری که متناسب با این ولتاژهای بالا باشد . در این میان کلید خودکار از وظیفه ای بسیار حساس و مشکل برخوردار است، زیرا که در هر ذوب کوره شاید به تعداد پنج یا شش دفعه برق قطع می گردد، از این رو، ضروری است که از یک کلید قطع و وصل فوق العاده مقاوم استفاده شود و محل اتصالها، به تناوب بازدید گردد. در برخی موارد کنتورهایی به منظور ثبت تعداد قطع و وصل ها نصب شده اند و نظارت بعد از یک سری قطع و وصل کردن ها انجام می گیرد . کلید خودکار می تواند از نوع هوای دمشی و یا او نوع غوطه ور در روغن باشد، نوع اول در سالهای اخیر کاربرد بیشتری داشته است .

اگر از کلیدهای تعویض کننده ولتاژ با قطع بار الکتریکی استفاده شود، کلید خودکار در عین حفاظت از مدار در مقابل با اضافی، معمولاً دارای یک بوبین ولتاژ صفر است که به این وسیله با کلید تعویض کننده ولتاژ نیز درگیر می شود .

 

2-3-2- راکتور و ترانسفورماتور :

راکتوری که در شکل (4-2)، نشان داده شده است در همان مخزنی قرار گرفته که ترانسفورماتور قرار دارد . ترانسفورماتور باید افزایشهای ناگهانی ولتاژ را وقتی که قوس الکتریکی بر قرار می شود، کنترل کند. راکتور از یک سیم پیچ ساده تشکیل شده که جریان الکتریکی از آن عبور می کند. جریان عبور کرده از سیم پیچ، ولتاژی را القاء می کند که مخاطب جریان در سیم پیچ مجاور است. راکتوری که واردیک خط شده، جلوی جریان را می گیرد، هر چه جریان قوی تر باشد، بالطبع نیروی بازدارنده آن نیز زیادتر خواهد بود، از این رو، راکتور برای پایین آوردن نوسنها و افزایش های ناگهانی ولتاژ به کار می رود. به ویژه ادر یک کوره با بار متراکم، وقتی قوسی بر قرار می شود، این عملاً یک اتصال کوتاه است که به طور عادی نوسانها و افزایش شدیدی در ولتاژ شبکه اصلی فشار قوی ایجاد می کند. راکتور، افزایشهای ولتاز را محدود می کنند و نوسانهای بار را متعادل می سازد، اقزایش و نوسان ناگهانی ولتاژ در مرحله شروع ذوب بسیار زیاد است، اما بتدریج با پیشرفت ذوب کاهش پیدا کرده و بار الکتریکی یکنواخت تر و منظم تر می شود، در نتیجه زمینه برای کاهش مقاومت القایی در مدار ایجاد می شود. وقتی ذوب کامل انجام شد، وقتی ذوب کامل شد، راکتور خارجی را می توان به طور کامل از مدار خارج ساخت و برای متعادل کردن و یکنواخت نمودن نوسانهای جزئی می توان از مقاومت القایی درونی خود ترانسفورماتور استفاده کرد.

در قسمت دیگر مدار، ترانسفورماتور قرار گرفته است، که مهمترین قسمت تجهیزات الکتریکی است. ترانسفورماتور اساساً یک وسیله الکترومغناطیسی است که جهت تغییر ولتاژ یک منبع جریان متغیر به میزانی که برای یک قسمت خاصی از دستگاه مورد نیاز باشد، به کار گرفته می شود.

این دو سیم پیچ اولیه و ثانویه تشکیل می شود. این دو سیم پیچ دارای یک مدار مغناطیسی مشترک هستند که آن دو را به هم متصل می کند. مدار یا هسته مغناطیسی از مجموعه ای مجموعه ای از صفحات نازک بریده شده فولاد سیلیسیم دار ساخته می شود. فولاد سیلیسیم دار از این نظر به کار می رود که پس ماند مغناطیسی پایینی دارد و  ضمناً افت انرژی بر اثر تولید جریانهای فوکونیز به علت ساختمان ورقه ورقه ای آن کاهش پیدا می کند . هنگامی که ولتاژی بر سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور اعمال می شود، ولتاژی نیز در سیم پیچ ثانویه القاء می شود. نسبت ولتاژ القاء شده در سیم پیچ ثانویه به ولتاژ سیم پیچ اولیه برابر با نسبت تعداد دور سیم پیچ ثانویه به تعداد دور سیم یپچ اولیه است .

Electric Arc Furnace11

وظیفه ترانسفوماتور یک کوره قوس الکتریکی بمراتب سنگین تر از ترانسفورماتورهای معمولی است و به علت پایین بودن ولتاژ سیم پیچ ثانویه، این سیم پیچ باید جریان بسیار سنگین را تحمل بکند. عملاً تمام ترانسفورماتورهای کوره از نوع روغنی هستند. اندازه های کوچکتر این ترانسفورماتورهارا (پایین تر از 1000KVA) می توان به طور طبیعی خنک کرد، اما ترانسفورماتوهای بزرگ با آب خنک می شوند.

در نمونه های انگلیسی، روغن را در مبدلهای حرارتی به وسیله آب خنک می کنند. فشار روغن را همواره بیشتر از فشار آب نگه می دارند تا از نفوذ آب به داخل ترانسفورماتور جلوگیری می شود. برای گزینش بهترین و مناسبترین ولتاژ جهت ذوب و تصفیه در کوره، یک سری انشعاب( برای تغییر ولتاژ) در سیم پیچ اولیه پیش بینی شده است که با تغییر تعداد دوره های مؤثر در سیم پیچ اولیه، ولتاژ القاء شده در سیم پیچ ثانویه نیز تغییر خواهد کرد .

در یک کوره دو یا سه تنی از پنج "انشعاب" (برای تغییر ولتاژ) استفاده می شود که ولتاژ از حدود 210 تا 220 ولت شروع شده و در چند مرحله تا 140 ولت کاهش می یابد. ترانسفورماتور های کوره یا برق سه فاز کار می کنند و تغییر دادن ولتاژ، به نحوه ارتباط فازها نسبت به همدیگر نیز بستگی دارد. ولتاژهای ذکر شده بالا برای اتصالهای از نوع مثلثی هستند، وقتی اتصال فازها به نحوه ستاره ای باشد، یک سری دیگکر از ولتاژها (تقریباً بین 80 الی 125 ولت) به دست خواهند آمد. سیستم کنترل ترانسفورماتور های کوره ای جدید به صورتی است که گزینش ولتاژ مورد نیاز در اتصال ستاره ای یا مثلثی، همراه با درصد مورد نیاز مقاومت القایی به طور خودکار انتخاب می شوند

در کوره های کوچک، تغییر و تعویض ولتاژ از طریق اتصالها ممکن است به طور دستی انجام گیرد. ولی در انواع کوره های بزرگتر، از موتور استفاده می شودتعویض محل انشعاب یا اتصال، عموماً هنگامی که جریان الکتریکی قطع است، انجام می پذیرد . کلیدهای حفاظتی در سیستم تعبیه شده اند از وصل شدن کنترل تعویض انشعاب در موقعی که کوره زیر بار است، جلوگیری می کند. برای کم کردن تعداد قطع و وصل کلید مدار، طریق معمول این است که با بالا کشیدن الکترود جریان الکتریکی قطع می گردد. در واقع با این طریق از سیستم الکترودها به عنوان یک کلید خودکار با ولتاژ پایین استفاده می شود.

در برخی از کوره ها تعویض محل اتصال یا انشعاب در حالی که جریان الکتریکی وصل است انجام می شود. در برخی از کوره ها تعویض محل اتصال یا انشعاب در حالی که جریان الکتریکی وصل است انجام میشود، مزیت این تعویض کننده ها این است که شروع کار کوره ها را با ولتاژ پایین هم امکان پذیر می سازد، و افزایش اولیه ناگهانی، جریان را نیز کم می کند، بدیهی است که از این طریق می توان بدون قطع جریان از کوره، ولتاژ را تا بالاترین اتصال افزایش داد.

تعویض محل اتصال در حالی که جریان الکتریکی پیوسته است، لزوم قطع برق را در حین ذوب منتفی می کند و در نتیجه از بر قراری مجدد قوس الکتریکی و نوسانات ولتاژ کاسته می شود و از نگهداری نیز تا حد زیادی حل می شود، نا گفته نماند که در مقابل این مزیتها، هزینه اولیه سنگین تر بوده و پیچیده تر بودن آن نیز نکته ای است که نباید نا دیده گرفته شود .

یکی از عواملی که در رابطه با جنبه اقتصادی کار کوره از اهمیت زیادی برخوردار است. رابطه اندازه ترانسفورماتور با ظرفیت کوره است و از لحاظ نظری برای ذوب هر تن فولاد و گرم کردن آن تا درجه حرارت ریختن مذاب 370 کیلو وات ساعت الکتریسیته لازم است. اما در عمل مشخص شده است که برای ریختن مذاب همین مقدار فولاد، بیش از 500 کیلو وات ساعت الکتریسیته نیاز است. البته این رقم عملاً به طور قابل ملاحظه ای بستگی به انرژی ورودی دارد. برای مثال، اگر ظرفیت کوره ای 600 کیلو ولت آمپر بر تن باشد، این کوره شارژ (متوسط) خود را در مدت یکساعت ذوب می کند، حال اگر ظرفیت کوره به 300 کیلو ولت آمپر بر تن تنزل یابد، همین مقدار بار را در بیش از دو ساعت ذوب خواهد کرد. جدول (1-2) به طور خلاصه رابطه تغییرات بالا را در کوره های جدید نشان می دهد، در این جدول، اندازه ترانسفورماتور برای داشتن ذوب نسبتاً سریع در کوره هایی که در ریخته گری فولاد استفاده می شوند، آمده است.

افزایش ظرفیتها یا توانهای ترانسفورماتور بیش از ارقام مذکور معمول نیست، زیرا با کاهش زمان تغییر دو اتصال، هزینه مصرف الکتریسیته بهمان نستب افزایش می یابد و در نتیجه افزایش هزینه تجهیزات الکتریکی کوره ترانسفورماتور و مصرف برق جبران نمی شود.

 

جدول (1-2) اطلاعات مربوط به کوره های قوسی ریخته گری.

زمان تقریبی

ذوب(دقیقه)

توانترانسفورماتور

(KVA)

ظرفیت کوره

( تن )

قطر بدنه (متر)

100

95

110

140

120

1500

2500

4000

6000

10000

3

5

10-8

20-15

30-23

2

7/2

5/3

4

5/4

 

3-3-2- تنظیم کننده های الکترود :

در حین ذوب، اعمال حداکثر توان کوره ضروری است، زیرا که قراضه ها بداخل حمام مذاب فرو ریخته و مقاومت شارژ کوره دائماً تغییر می یابد. علاوه بر این، الکترودها فرسوده می شوند و کم کم طول قوس بیشتر می شود. طول قوس، قدرت ورودی کوره را تعیین میکند، و وسایل و تجهیزات زیادی برای اندازه گیری آن ساخته شده است که تنظیم کننده نامیده می شوند، این تجهیزات میزان عدم تطابق توان مطلوب ورودی را با قدرت وارده اندازه گیری می نمایند و طرز کار آنها به این ترتیب است که الکترودها را برای تطابق زیاد و طول قوس مطلوب، بالا و پایین می برند و در نتیجه قدرت ورودی یکنواخت می شود. موفقیت در کار کوره از نظر متالوژی و همچنین از نظر اقتصادی بستگی کامل به کار منظم و درست این تنظیم کننده ها دارد .

وظایف یک سیستم ایده آل تنظیم کننده به قرار زیر است:

الف ـ در مقابل شرایط متغیر کوره خیلی سریع و فوری عکس العمل نشان دهد،

ب ـ اتصال الکتریکی را بر قرار کند،

ج ـ توزیع قدرت را در الکترودها هماهنگ و یکنواخت کند،

د ـ در صورت بروز اشکال الکتروده را بالا بکشد و

هـ ـ به طور خودکار هر شرایط الکتریکی از پیش تعیین شده ای را بر قرار و حفظ کند.

برای کمک به عکس العمل سریع تنظیم کننده ها، الکترودها را با وزنه ای متعادل  نگاه داشته و نیروی محرکه لازم به وسیله یک سیستم هیدرولیکی یا الکتریکی تامین می گردد. گزینش نوع تنظیم کننده های مورد استفاده در هر دستگاه توسط مهندس الکترونیک صورت خواهد گرفت .

Electric Arc Furnace3

 

4-2- الکترودها :

کار الکترودها انتقال جریان از بازوهای الکترود با بار کوره از طریق ایجاد قوس الکتریکی است. امروزه الکترودها از گرافیک ساخته می شوند، اگر چه در ابتدا کربن بی شکل در ساخت آن به کار می رفت، ظرفیت انتقال جریان الکتریکی الکترودهای گرافیکی که در کوره های الکتریکی مصرف می شوند در جدول (2-2)، آمده است.

در حین عمل کوره، الکترودها در نتیجه اکسیداسیون، تصعید و شکستگی از بین می روند، در نتیجه تعویض مرتب آنها ضروری است. بخش انتهایی هر یک از الکترودها دارای یک سر پیچ گرد مخروطی شکل است که در داخل آن می توان یک مغزی پیچ داد .

برای تعویض یک الکترود ، نخست سرپیچ را با استفاده از یک لوله دمنده هوا ویا در صورت لزوم به وسیله یک برس سیمی به دقت تمیز می کنند. (شکل6-2) . سرپستانک یا مغزی را بعد از تمیز کردن سرپیچ ، در داخل سرپیچ الکترود جدید پیچ می دهند، و سپس به میزان دور، پیچ آنرا شل می کنند که در حین کار فشار متعادل برقرار باشد. آنگاه ، یک سرپیچ فولادی که برای بالا بردن به کار می رود به انتهای پیچ دار الکترود متصل می گرددو این مجموعه به وسیله جرثقیل بلند می شود، درحین جابجا کردن باید کمال دقت را به عمل آورد که مغزی و لبه خارجی الکترود کوچکترین آسیبی نبینند. الکترود جدید در بالای سرپیچ الکترود دیگر ، به صورت معلق آویزان شده ، و با استفاده از یک « فاصله انداز» و یک « هادی» برای جلوگیری از هر نوع آسیب ، آنرا در محل خود پیچ داده و با استفاده از یک آچار« گشت آور» آنرا کاملاً محکم می کنند . نکته مهم اینست که اتصال با « گشت آوری» محکم می گرد که به وسیله کارخانه سازنده توصیه می شود، زیرا در اتصال های سست، جریان بجای اینکهم از تمام الکترود عبور کند، تنها از مغزی عبور می نماید، وبه این ترتیب باعث افت زیاد انرژی الکتریکی می شود، درحالی که بپیش از حد محکم کردن الکترود نیز منجر به شکاف برداشتن آن در ناحیه گردن می گردد.

اهمیت اتصالهای محکم ، در صرفه جویی مصرف انرژی است، درصورت سست بودن ، مقاومت ا فزایش یافته که منجر به گرم شدن اتصال می شوئد و در نتیجه اکسیداسیون سطح الکترودها بیشتر شده که منتهی به کاهش سطح تماس و افزایش مقاومت می گردد . الکترودها به هنگام کار کوره همواره در معرض ضربه و لرزش قرار دارند و مخصوصاً درهنگام تخلیه مذاب وتخلیه سرباره که کوره خم و راست می شود ،اتصال سست ، رفته رفته سست تر خواهد شد و به تدریج سطح تماس کمتری برای محکم گرفتن اتصال باقی خواهد ماند. وقتی تمام یا بخش زیادی از جریان از مغزی عبور کند، مقاومت آن بیش از حد بالا رفته و شروع به داغ شدن و انبساط می کند و در نتیجه سرپیچ ترک خورده و منجر به از کار انداختن کامل اتصال می گردد. اگر مواد زائدی در اتصال گیر کرده باشد، میزان مقاومت در آن نقطه بالا می رود و این نیز به نوبه خود منجر به بیش از حدگرم کردن همان محل شده که اشکالات بعدی را به همراه خواهد داشت. بهترین روش و طرز کار با الکترودها در توضیحات و شکل های مربوط به شکل (6-2) ، خلاصه شده اند. گران بودن الکترودها اهمیت استفاده از روشهای پیشرفته تر را در کاربرد آنها ایجاب می کند

اگرچه کاربرد و اتصال صحیح الکترودها ، مصرف آنها را تا حدی کاهش می دهد ، معهذا سایش الکترودها به علت تبخیر در انتهایی که قوس الکتریکی برقرار می شود و نیز طرفین جانبی آن درنتیجه اکسیداسیون جوّ کوره و سرباره همچنان ادامه خواهد داشت . در نتیجۀ تبخیر ، فرسایش قسمت انتهایی تقریباً به میزان 6 درصد الی 30 درصد خواهد بود درحالی که فرسایش بر اثر اکسیداسیون سطوح جانبی 70 درصد کل فرسایش است . میزان این فرسایش به نسبت شدت جریان درواحد سطح خواهد بود . از این رو، اگر بتوان میزان اکسیداسیون سطوح جانبی را کاهش داد، فرسایش الکترود نیز به همین میزان کاهش خواهد یافت و می توان از توانهایی با شدت جریان زیاد بهره گرفت بدون اینکه نیازی به افزایش قطر الکترودها باشد .

اخیراً الکترودهای پوشش داری به بازار عرضه گردیده است ، یک پوشش مفید و موفق باید دارای شرایط زیر باشد:

الف- حائلی بین گرافیت وجوّ کوره به وجود آورده تا مانع اکسیداسیون شود،

ب- در برخورد با سرباره مقاوم باشد ،

ج- در مقابل الکتریسیته مقاومت کمتری داشته باشد تا تماس بین گیره نگهدارنده الکترود و خود الکترود برقرار و حفظ گردد.

د- از نظر قیمت آنقدر گران نباشد که کاربرد آنرا که به منظور کاهش هزینه  تولید انجام می گیرد ، منتفی سازد . به طور عمده دو نوع پوشش، خصوصیات مذکور را دارد:

1-   سطح خارجی الکترود بطرق گوناگون روکش فلزی شده باشد، موفق ترین مواد برای این نوع پوشش، آلومینیوم ویا مخلوطی از آلومینیوم و کاربید سیلیسیوم است و

2-   سطح خارجی الکترود با مواد شیمیایی از جمله ، نمکهای باریم ، اسید بوریک ، بوراکس و یا ترکیبی از این مواد با مواد دیگر تلقیح شده باشد.

تصمیم به استفاده از الکترودهای روپوش دار، صرفاً از نقطه نظر اقتصادی مورد بررسی قرار گرفته ، لذا قبلاً باید هزینه های عمل با انجام آزمایشهای لازم مورد ارزیابی قرار گیرد. مسأله ای که باید در نظر داشت مقایسه افزایش هزینه ناشی از خرید الکترودهای گرافیتی روپوش دار با کاهش هزینه عملیات کوره است . مصرف الکترود عامل مهمی در تعیین اقتصادی بودن کار کوره است. میزان مصرف الکترود از 3 الی 10 کیلوگرم برای هر تن متغیر است و مقدار آن عمدتاً بستگی به نوع فولاد تولیدی و طرز کار کوره دارد. مثلاً در کوره های 3 تنی که مستقیماً دوده از آنها استخراج می شود ، برای تولید فولادهای کربن دار و کم آلیاژ با روش دو سرباره گیری، رقم مصرف الکترود7/5 کیلوگرم برای هر تن فولادمی باشد . وقتی دودزدایی به روش غیر مستقیم صورت می گیرد رقم مصرف الکترود 5/3 کیلوگرم برای هر تن فولاد خواهد بود.

همانندهمه محصولات صنعتی که به روش منقطع تولید می شوند، الکترودها می توانند خصوصیات مختلفی به خود بگیرند. فقط آزمایشهای مقاومت کششی، مقاومت الکتریکی و اشعه ایکس معیارهایی هستند که معمولاً برای تأیید کاربرد الکترودها استفاده می شوند. از آنجا که مقاومت الکتریکی ، ساده ترین آزمایش غیرمخرب بوده و به منظور کنترل کیفیت ، مورد استفاده قرار می گیرد، آزمایش یک نمونه سالم ، مقاومت الکتریکی 15 میکرواهم سانتیمتر را درجهت طول، ارائه می دهد ولی اصولاً حد تغییرات قابل قبول برای الکترودهای سالم حداقل 12 و حداکثر 22 میکرواهم سانتیمتر است. الکترودهایی که مقدار مقاومت آنها خارج از محدوده این دو رقم باشد، احتمالاً درحین کار با سرعت زیادی سائیده می شوند. بدلیل وجود شکاف و هوا در اتصالات ،مقاومت در این نقاط بیشتر از مقاومت مناطق سالم الکترود است.

7-2- مواد نسوز :

آستری های کوره های قوسی از مواد مقاوم در برابر حرارت ساخته می شوند که به مواد نسوز معروفند. این موادنسوز باید برای واکنشهای شیمیایی در روند فولاد سازی مناسب بوده و بتوانند در برابر اثرات تخریبی مختلفی که در نتیجه بارگیری ، ذوب، تصفیه و ریختن فولاد به وجود می آیند، مقاومت کنند.

بخشهای آسترکشی شده کوره عبارتند از : کف یا بوته ، دیواره جانبی ، سوراخ خروج مذاب، سقف و ناودان تخلیه مذاب . بوته آن قسمت از جداره آسترکشی شده است که برروی محفظه یا بدنه قرار دارد وتا خط سرباره ا امه می یابد، بالای آن دیواره جانبی است که روبروی « درب کوره» قرار گرفته و سوراخ خروج مذاب نیز برروی آن قرار دارد، معمولاً به عنوان «دیوارۀ پشتی » معروف است . برشی از کوره قوسی که نسوزهای مواد مورد استفاده در بخشهای مختلف برای کوره های بازی و اسیدی را مشخص کرده است در شکل (11-2) ، مشاهده می شود.

1-7-2- ساختمان بوته و دیواره ها :

از آ نجایی که کوره های قوسی موجود در بریتانیا اکثراً آستر دولومیتی دارند ، لذا نصب و ساختمان این آستر را با تفصیل بیشتر مورد بررسی قرار خواهیم داد. البته آسترهای سیلیسی، منیزیتی به شیوه ای مشابه ، منتها با استفاده از نسوزهای مناسب، نصل می شوند.

آستر مطمئن از آجر نسوز، آجر عایق ویا ترکیبی از هر دوی اینها را ابتدا روی جداره فولادی نصب می کنند، برروی آن « شبه بوته ای» از آجرهای منیزیتی، کُرم منیزیتی یا دولومیتی ساخته می شود. بوته اصلی برروی این شبه بوته با کوبیدن و فشردن دولومیت خشک یا آغشته به قیرر ساخته می شود و نمای اصلی بوته شکل می گیرد. بدنبال ساختن بوته، دیواره جانبی ساخته می شود که از جنس دولومیت آغشته به قیر یا فولاد روکش دار منیزیتی است . انواع متنوع از آجرهای نسوز موجود هستندو سالها باید بگذرد تا اپراتور هر کوره بتواند بهترین ترکیبی را که با طرز کار کوره بیشتر مناسب است ، دریابد. در این مورد هیچ قانون کامل و جامعی ر انمی توان داد.

پس از نصب آستر ،آنرا خشک کرده و با حرارت می پزند . بوته قبل از بارگیری، توسط ورقه های فولادی حفاظت می شود ، آنگاه به طریق معمول عمل ذوب انجام می گیرد . در حالی که سابقاً به نظر می رسید که انجام یک نوبت پخت جداگانه ضروری باشد، در روشهای جدید از این عمل صرفنظر شده و در اولین نوبت مذاب تهیه می شود. این عمل مزیتهای اقتصادی آشکاری در بردارد ، اما ضروری است که ذوب موجود درحمام با کربن زیاد صورت گیرد تا درنتیجه ، جوشکاری خوب کربن مانع جذب هیدروژن موجود در رطوبت آستر توسط مذاب گردد.

در هنگامی که مواد نسوز اسیدی درون کوره پخته می شوند ، باید به دقت میزان حرارت دهی ک نترل شود، زیرا یکی از اجزاء عمده متشکله آن ، به نام کریستوبالیت ، تغییر فازی می دهد که با انقباض حرارتی قابل برگشت همراه بوده و می تواند به ترک خوردگی قطعی منجر شود.

مواد نسوز دولومیتی که در نتیجه جذب رطوبت ، هیدراته و کشته می شوند، باید درمحوطه کاملاً خشک انبار نگهداری شده و خود کوره نیز باید برای بازرسی، از نظر نفوذ آب به درون کوره خصوصاً در مواردی که در آخر هفته خاموش می شود مرتباً مورد بازدید قرارگیرد. که به منظور منیزیت ترجیح داده می شود، البته آستر کردن با منیزیت فوق العاده مشکل است و اغلب برای این کار از دولومیت استفاده می شود . از این رو ، بتدریج بوته های منیزیتی تبدیل به بوته دولومیتی می شوندو مشکل جذب رطوبت بیشتر مطرح می شود.

Electric Arc Furnace10

 

2-7-2-ساختمان سقف :

برای اینکه شکل دلخواه گنبدی سقف به دست آید، آنرا برروی شابلون می سازند. به طور معمول برای ساختن سقف کوره های بازی و اسیدی از آجرهای سیلیسی استفاده می شود. اخیراً کاربرد محدودی از آجرهای با آلومینای زیاد نیز متداول شده است ، هرچند که سقف های آجر آلومینی گرانتر تمام می شود اما دوام بیشتر، وقفه کمتر برای ترمیم خرابیها و نیز هزینه پایینی آجرچینی ، از مزایای کاربرد آن به شمار می آید.

سقف کوره های کوچک را می توان کاملاً با عمل کوبیدن ساخت، گرچه روش معمول این است که محیط اطراف سقف را آجرچینی کرده و قسمت مرکزی آنرا که درمجاورت سوراخهای الکترود است ، کوبیده و یا اینکه سرتاسر سقف را آجرچینی کنند. آجرهایی که در ساختن سقف به کار می روند، شکل استانداردی دارند و معمولاً بین آنها فاصله ای به عنوان فاصله مجاز انبساطی با جا دادن ورقه های آغشته به قیر مخصوص بین ردیفهای آجر تعبیه می کنند. در بعضی موارد بعد از آجرچینی ، سطح بیرونی سقف را دوغاب می مالند که هر نوع منفذ و درز احتمالی را مسدود کرده و به این ترتیب سقف را در مقابل گاز نیز نفوذ ناپذیر می کنند. تغییرات حجمی زیاد به خاطر سیلیس ، می تواند منجر به پولک زدن سقف بشود، از این رو، به منظور کاهش ایجاد ترک لازم است سرعت گرم کردن سقف نو بدقت کنترل شود. روش معمول (کنترل حرارت) به عنوان « پایدار کننده » نامیده می شود که در درجه حرارتی بین 300 تا 600 درجه سانتیگراد انجام می گیرد.

 

3-7-2- تعمیر مواد نسوز :

به طور کلی سقف کوره ، قاعدتاً بدون احتیاج به تعمیر ، باید تا سرآمدن عمر مفیدش ، دوام بیاورد . سطح دیواره های جانبی که در تماس مستقیم با سرباره است، و چهارچوب درب کار، گوشه های بالایی دیواره و مناطق گرمی که با الکترودها در ارتباط هستند ، بدون استثناء نیاز به تعمیر و وصله کاری دارند. این وصله کاری به دو طریق انجام می پذیرد: نخست کوره را خاموش می کنندو بعد از سرد شدن، محوطه ای را که آجرهای آن آسیب دیده بر می دارند و بجایش آجر سالم نصب می کنند. اندازه آجرهای جانشینی کوچکتر خواهد بود به خاطر اینکه، کوره به ضخامت یکنواخت قبلی برسد تا بتوان دوباره از کل سیستم بهره گیری کامل را به عمل آورد. تعمیرکاریهای جزئی را می توان در کوره گرم با استفاده از وسیله پرتاب کننده ای انجام اد، به این ترتیب که مواد خمیری کوبیده شده را به جاهای آسیب دیده پرتاب می کنند. چسباندن این مواد با بیلچه های مخصوص هم امکان پذیر است . چسباندن مواد از طریق پرتاب کردن مواد خمیری درکارگاههای ریخته گری بریتانیا معمول نیست، اما در آمریکا این روش به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرد. می توان وصله کاری را تا حد زیادی ادامه داد، اما هدف این نیست که از آستر به طور نامحدود کار کشید، بلکه منظور این است که هزینه های مربوط به مواد نسوز را به ازاء تولید هر تن فولاد پایین آورد. بدیهی است که در ادامه تعمیر آسترهای آسیب دیده به نقطه ای می رسیم که در اقتصاد به آن ، نقطه سربه سر یا نقطه هزینه دخل و خرج گفته می شود که فراتر از این نقطه، دیگر نگهداشتن آستر و کار کشیدن از آن به کمک تعمیر و وصله کاری، هزینه اش به مراتب بیشتر از به کار گرفتن آستر تازه خواهد بود. این نیز موردی است که هزینه های مواد مصرف شده ، برای حفظ سود و عملکرد اقتصادی کوره ، باید به دقت ثبت شود به ویژه در مواقعی که از روش پرتاب مواد نسوز برای تعمیر استفاده می شود.

عمل تعمیر بوته در فاصله هر ذوب انجام شده را « آستر کردن» می نامند . برای آستری های بازی از دولومیت پخته شده و برای آسترهای اسیدی از ماسه سیلیسی استفاه می شود، این مواد به جایی که بدنه تماس مستقیم با سرباره دارند، می چسبانند تا جایی که زاویه انحناء بوته به حالت شکل اولیه برسد. اگرحفره های عمیق تری در آستر بوته مشاهده شود، می باید قبل از پرکردن چسباندن دولومیت، مواد فلزی داخل سوراخ بیرون کشیده شود.

 

4- شارژ کوره  

6-2- مواد اولیه

برای دستیابی به یک تولید مؤثر با بازده بالا شناخت و اطلاع از کیفیت ، قیمت و در دسترس بودن انواع گوناگون مواد خام مورد استفاده در تولید فولاد در کوره های قوسی، ضرورت اساسی دارد. در بسیاری از واحدهای ریخته گری یک کوره قوسی به تنهایی برای تولید فولاد کربن دار و طیف وسیعی از فولادهای آلیاژی از جمله فولاد زنگ نزن و فولاد مقاوم در برابر حرارت به کار برده می شود. مسأله انبار کردن مواد خام می تواند کاملاً پیچیده باشد، به ویژه آنکه این مشکل درمورد انبار کردن و جدا سازی قراضه ها بیشتر از مواد دیگر است.

1-6-2- قراضه :

تمام کوره های قوس الکتریکی موجود در واحدهای ریخته گری فولاد بریتانیا به طور عمده از قراضه، به عنوان ماده خام استفاده می کنند. قیمت و کیفیت قراضه، هزینه فولاد مذاب را تعیین خواهد کرد . معمولاً دونوع قراضه برای استفاده ریخته گریها موجود است :

الف – برگشتی های خود واحد ریخته گری و

ب- قراضه خریداری شده .

 

2-6-2- برگشتی های واحد ریخته گری :

در تولید فولادهای ریختگی مقدار زیادی قراضه به شکل تغذیه و راهگاه باقی می ماند، به طوری که ممکن است حتی وزن کل برگشتی ها دو برابر وزن قطعات مفید و مطلوب باشد، از این رو، قراضه داخلی کارگاه ممکمن است بخش اعظم بار را تأمین بکند. اگر واحد ،قطعاتی یاترکیبات متفاوت تولید می کند، مجزا کردن دقیق قراضه نه تنها درکارگاه ذوب بلکه در تمام کارخانه باید به دقت رعایت شود. مجزا کردن دقیق قراضه مستلزم وجود انبارهای کوچک و مناسب وبا یک سیستم کدبندی با نظارت کامل می باشد.

 

3-6-2- قراضه خریداری شده :

قراضه ای که از خارج واحد تولیدی وارد کارخانه می شود از دو منبع عمده تأمین می شودکه شامل قراضه صنعتی (برای مثال قراضه به دست آمده از کارگاههای پرس) و یا قراضه به دست آمده از « اوراق چیها» است . این قراضه ها معمولاً برحسب اندازه و ترکیب شیمیایی آنها رده بندی می شوند. در درجه نخست، قطعات نسبتاً بزرگ ، متناسب با میزان سهولت در جابجایی آنها و نیز به خاطر کم بودن رطوبت ، اکسیدها و دیگر آلودگیهایش جزو مطلوبترین قراضه طبقه بندی می شوند. عموماً تراشه، بدترین نوع قراضه بحساب می آید، به علت اینکه معمولاً آلوده به روغن بوده، و دارای مقادیری فولاد مستعد ماشینکاری با گوگرد زیاد و همراه با فلزات غیرآهنی نیز هستند. این قراضه ها همچنین بسیار جاگیر بوده و چندین محل انبار برای کوره لازم دارند. برای ساختن فولادهای نوع عالی باید توجه شود که مقدار این نوع قراضه در شارژ نباید بیش از 10 الی 15 درصد کل بار باشد. بهترین نوع قراضه به طور قطع قراضه به دست آمده از کارخانه های صنعتی است. به علت اینکه ترکیب شیمیایی این نوع فولادها کاملاً مشخص است و عناصر ناخالصی آن نیز کم است . استفاده از قراضه بسته بندی شده نیز بسیار جالب است ، اما از نظر قیمت گران است . مسأله انتخاب قراضه نباید بدون ارتباط با سایر جنبه های تولید مورد بررسی قرار گیرد چرا که معمولاً یک رابطه معکوس بین قیمت قراضه و هزینه فرآیندهای بعدی انجام شده برروی آنها وجود دارد، به این معنی که برای قراضه ارزان ، هزینه فرآیندهای بعدی بیشتر و در نتیجه ، فولاد به دست آمده نیز گرانتر خواهد بود. قراضه خوب را می توان سریعتر و ارزان تر درکوره هایی با جداره اسیدی ذوب کرد. قراضه های ارزان را بدون استثناء باید با روش سرباره گیری دو مرتبه یا چندمرتبه ، تصفیه نمود، ضمناً جداره کوره هایی که از این نوع قراضه استفاده می کنند، باید از نوع بازی باشد. اگر اندازه و شکل قطعات قراضه برای کوره نامناسب باشد ویا اگر قراضه دارای کلوخه های نسوز و یا تکه های لاستیکی باشد (که باعث افزایش میزان گوگرد می شود) ، هزینه کلی فولاد مذاب در پاتیل را گرانترخواهد نمود.

انتخاب قراضه با در نظرگرفتن عناصر باقیمانده در آن رفته رفته اهمیت پیدا می کند. به طور عمده گوگرد و فسفر، اساسی ترین عناصر ناخالص در فولاد به شمار می آیند. عناصر دیگری نیز ممکن است به خصوصیات فولاد آسیب برسانند، متداولترین این عناصر در جدول (6-2) ، نشان داده شده است و سهولت خارج کردن این ناخالصی ها نیز به ترتیب در این جدول آمده است. عناصری که در ستون سمت چپ جدول هستند تاحد زیادی غیر قابل اکسید شدن هستند و از این رو، در جریان تصفیه نیز خارج نمی شوند. عناصر ستون وسط جدول تا حدی اکسید شده و از این میان کربن، فسفر، منگنز و کرم را می توان به طور اساسی با استفاده از سرباره های اکسید کننده خارج نمود، اما برای این کار به دانش تخصصی حتماً نیاز است . درحالی که گوگرد، به طور جزیی اکسید می شود و با این وجود دررده بندی خاص خود قرار می گیرد ، چرا که می توان آنرا، به هر مقدار هم که زیاد باشد، تحت شرایط احیاء درکوره بازی ، جدا نمود. برای انجام این عمل نیز تسلط و تجزیه کافی ضروری است . عناصری که هم درفولاد وهم در سرباره غیر قابل حل هستند و بیش از دیگر عناصرگرایش به تبخیر دارند، فلزات سرب، روی و کادمیم هستند. سرب می تواند از آجرهای کف اجاق نفوذ کرده و از کوره خارج شود. آنچه ازاهمیت بیشتری برخوردار است ، و باید مورد توجه قرار گید، خاصیت سمی بودن عناصری است که تبخیر می شوند . بخارات سمی دیگری نیز در مواقعی که از روی عدم توجه ، موادی مانند PVC ویا PTFE (تفلون) در داخل قراضه موجودباشد، تولید خواهد شد. عناصر ستون سمت راست جدول تقریباً به طور کامل اکسید شده و در جریان اکسیداسیون و یا در جریان شروع ذوب به طور کامل جد امی شوند مگر آنکه مقادیرشان بیش از حد باشد.

Electric Arc Furnace4

 

4-6-2- فروآلیاژها :

ترکیب شیمیایی فولاد تأثیرعمده ای بر خواص فیزیکی داشته و در نتیجه عامل مهمی در خواص نهایی فولاد ریختگی شده است . از این رو، دستیابی به ترکیب شیمیایی دلخواه ، نخستین هدف تولید کنندگان فولاد است . عناصر آلیاژی ممکن است درمراحل مختلف عملیات فولادسازی به بار، حمام مذاب و یا به پاتیل اضافه شوند. عناصر افزوده شده ، غالباً به صورت فروآلیاژها هستند و گاهی اوقات از فلزات بسیار خالص مانند، ساچمه نیکلی نیز استفاده می شود.

انتخاب فروآلیاژها از طریق دو عمل زیر تعیین می شود:

1- سهولت افزایش عنصر آلیاژی ، که به نتایج پایدار و مطلوب منجر شود و

 

2- هزینه نهایی .

فروآلیاژها با درجۀ خلوص متفاوت قابل دسترس هستند، این آلیاژها هرچه خالصتر باشند، قیمتشان نیز بالاتر خواهد بود. در جه خلوص از طری قوجود عناصر زیان آور و یا عنصار مزاحم ، از قبیل گوگرد، فسفر و کربن سنجیده می شود. برای مثال، فروکرم کم کربن خیلی گرانتر از فروکرم پرکربن است، در نتیجه برای تولید ارزان فولاد با کرم زیاد تا جایی که امکان داشته باشد، کرم را به فرم کرم پرکربن قبل ازعمل کربن زدایی اضافه نموده و تنها برای اصلاح ترکیب شیمیایی نهایی فولاد به دست آمده از مواد کم کربن استفاده می شود.

محدودۀ ذوب فروآلیاژها عامل بسیار مهمی در انتخاب نوع آن می باشد، به ویژه هنگامی که مقادیر زیادی از آن مورد استفاده قرار می گیرد. هر چه این محدوده بیشتر باشد ، باید زمان بیشتری برای حل شدن آن اختصاص داده شود. در جدول(7-2) ، محدوده حرارتی ذوب شده فروآلیاژها داده شده است. معمولاً هر چه آلیاژ موجود در فروآلیاژها بیشتر باشد، گاز موجود نیز در فروآلیاژ به همان نسبت بالاتر خواهد بود. فلزات خالصی که به طریق الکترولیتی تهیه شده اند ، از این جهت اشکالات بیشتری را موجب خواهند شد. تراکم و اندازه نیز در میزان بازیابی تأثیرداشته و کلوخه های بزرگ با تراکم زیاد در هنگامی که به کوره اضافه می گردند، در داخل سرباره فرو رفته و بازیابی بهتری دارند. فروآلیاژهایی که بلا فاصله قبل از تخلیه مذاب به پاتیل اضافه می شوند برای حل شدن سریع آنها ، باید اندازه های بسیار ریز داشته باشند.

فروآلیاژها معمولاً در معرض هوا تجزیه نمی شوند، اما باید نهایت تلاش بشود که از آلوده شدن آنها با رطوبت و دیگر مواد نامطلوب جلوگیری گردد. در مورد فرو آلیاژهایی مانند45 درصد فروسیلیسیم و کلسیم – سیلیسیم – منگنز باید دقت زیادی شود، زیرا که این آلیاژها در صورتی که مدت زیادی در انبارهابمانند ، فرسوده می شوند.

 

1-4-6-2- فروکربن در تولید فولادهای پرآلیاژ و ابزار (ذوب با قوس مستقیم)

فروکربن دانه بندی شده یک ا کسیژن زدای قوی در هر دو روش سرباره تکی و سرباره دوگانه (مضاعف) می باشد. جایگزینی فروکربن به جای فروسیلیسیم – گرافیت باعث کاهش زمان تولید می شود زیرا واکنش فروکربن با فولاد، واکنشی گرمازا (به ازای هر تن فولاد 2000 کیلوکالری گرما تولید می شود) است . افزودن 3تا 4  کیلوگرم فرو کربن (به ازاء هر تن فولاد مذاب) به سرباره باعث احیاء آن می شود و عناصری چون وانادیم و کُرم و ... را که به صورت اکسید وارد سرباره شده اند احیاءکرده و به مذاب بر می گرداند.

در روش عملیات سرباره دوگانه ، فروکربن درطی دو مرحله افزوده می شود. به این ترتیب که در مرحله اول 3 الی 4 کیلوگرم از آن (به ازای هر تن فولاد مذاب) به سرباره افزوده می شود و سپس حدود 2 کیلوگرم دیگر در مرحله پایانی فولاد سازی به مذاب افزوده می گردد. درکوره های قوس الکتریکی، فروکربن به عنوان یک ماده افزودنی از سالها قبل مورد مصرف قرار گرفته است . به منظور شکستن اتصال سیلیسیم – کربن و افزایش درصد این عناصر به فولاد، باید فروکربن به مذاب آن افزوده شود . این محصول می تواند در جداره ها و یا کف قالب نیز به عنوان یک مادۀ افزودنی مورد استفاده قرار گیرد.

قدرت اکسیژن زدایی فروکربن تا حدی است که فولاد کشته شده توسط آن آرام شده و قدرت خورندگی آن که باعث کاهش عمر جداره و همچنین کف کوره و یا حتی پاتیل می شود، شدیداً کاهش یابد. اهداف مورد نظر از مصرف فروکربن در فولاد سازی عبارتند از :

الف – فروکربن را می توان به عنوان یک اکسیژن زدای قوی هم به کوره و هم به پاتیل افزودتا فولادهایی همچون فولادهای کار شده (جهت تولید ورقها و صفحات با کمک روش کشش عمیق ) ، فولادهای با خواص بالا و فولادهای کشته و فولادهای نیمه کشته تولید شوند؛

ب- خواص فیزیکی و شیمیایی مخصوص فروکربن (به عنوان یک اکسیژن زدای قوی) و جایگزینی آن به جای فروسیلیسیم و آلومینیم در فولادسازی باعث می شود که :

1-   فولاد های تولید شده با آن دارای کیفیتی بهتر و ارزانتر باشند زیرا در اینصورت ، لایه های سولفیدی می شوند ، میزان ناخالصی ها کاهش یافته و توزیع این ذرات بهتر و یکنواخت تر خواهد شد و کیفیت سطح بسیار مطلوب می گردد.

2-   به خاطر گرما زا بودن واکنش حلالیت آن در فولاد، باعث صرفه جویی در انرژی می شود؛

3-   نقطه تسلیم شمش ها و تختال ها کاهش یافته و لذا انرژی مصرفی جهت نورد آنها نیز شدیداً کاهش می یابد و

4-   هزینه های تولید به علت افزایش بازیابی عناصر آلیاژی نیز کاهش می یابد.

 

6-2- مواد سرباره زا :

مواد اصلی سرباره زا برای کوره بازی ، سنگ آهک و آهک پخته هستند که تقریباً هر دو کار واحدی را انجام می دهند . وقتی درکوره قوس الکتریکی ، سنگ آهک اضافه می شود، این سنگ آهک خشک شده و به آهک پخته تبدیل می شود، منتهی این عمل خشک شدن و تبدیل به آهک ، مستلزم هزینه مصرف برق نیز خواهد بود . آهک پخته خیلی گرانتر از سنگ آهک است و به این لحاظ هزینه کلی ذ وب را بالا می برد ، بعلاوه انبار کردن سنگ آهک نیز سهلتر می باشد، در حالی که آهک پخته خیلی زود آب را به خود جذب می کند و اگر از این کار جلوگیری نشود ، فولاد هیدروژن آب را جذب خواهد کرد . این مسأله تا حدی ، با خریداری آهک پخته در کیسه های پلی اتیلن قابل حل است. مزیتی که برای سنگ آهک ذکر می شود این است که سنگ آهک ،در جریان تکلیس (تبدیل شدن به آهک ) نقش بهمزن را در کوره ایفا می کند . مهمترین عاملی که در انتخاب سنگ آهک یا آهک بایدمورد توجه قرار گیرد، مقدار گوگرد موجود در آنهاست . اگر هدف، تشکیل سرباره احیاء کننده جهت تولید فولاد کم گوگرد باشد، دراین صورت به طور متداول سنگ آهک بر آهک ترجیح داده می شود. گوگرد زیاد آهک پخته ، بیشتر به این دلیل است که سنگ آهک در جریان تبدیل به آهک پخته ، گوگرد موجود در کک(سوخت ) راجذب می کند. از این رو، مشاهده می شود که انتخاب انواع آهک قبل از اینکه بستگی به عوامل فنی و اقتصادی داشته باشد ، بیشتر به مورد خاص بستگی پیدا می کند.

از دیگر مواردی که در ساختن سرباره به کار می رود، روانسازها هستند که این مواد سیانیت سرباره را افزایش می دهند. فلوراسپار(فلورور کلسیم ) برای سرباره های بازی و آهک برای سرباره های اسیدی به کار می روند. بعضیها موادی نظیر بوکسیت را به عنوان جانشین معرفی می کنند که هیچکدام از اینها مورد  استفاده وسیعی قرار نگرفته اند. البته شاید به مرور زمان اگر دسترسی به فلوراسپار کمتر شود، این وضعیت تغییریابد. معمولاً فلورور کلسیم با عناصر نامطلوب و فولاد سازی آلوده نبوده ولی ممکن است سرب همراه داشته باشد و در بعضی موارد ، مواد همراه سنگ معدن درمقادیر زیادی ظاهر می شوند. انواع مختلف اکسیدهای آهن در مقادیر کم برای تسریع شرایط اکسیداسیون و نیز فروسیلیسیم ، آلومینیم و یا انواعی از کربن نیز در مقادیر کم برای تسریع شرایط احیاء به کار می روند. انتخاب موتاد خاص با توجه به قیمت و قابل دسترس بودن آنها صورت می گیرد ، اگرچه سلیقه شخصی اپراتور کوره نیز در این انتخاب سهم بسزایی دارد

Electric Arc Furnace9 .

5- نحوه بارگیری وذوب

روش بارگیری وذوب علیرغم فرآیندهای بعدی ، همچنان یکسان مانده است.

 

1-8-2- بارگیری :

بارگیری شارژ معمولاً به وسیله دَلوهایی که توسط جرثقیلهای متحرک الکترومغناطیسی جابجا می شوند، به کوره حمل میشود ، معمولاً تراشه یا قراضه سبک وزن را کف دلو قرار می دهند تا جلوی ضربه قراضه های سنگین را بگیرد. این کار باعث می شود که قراضه ها سبکتر و تراشه ها فشرده شده و محل زیادی را اشغال نکنند، برروی اینها، قراضه های سنگین از قبیل: تغذیه ها ، ریخته گری و بعدقراضه های متوسط را قرار داده ، و روی همه اینها را با لایه ای از قراضه سبک تراشه می پوشانند . قراضه های سنگین را در پایین کوره قرار می دهند تا اگر در حین ذوب بیفتد از شکسته شدن الکترودها جلوگیری شود. قراضه سبک موجود دربالای بوته باعث می شود که الکترودها به راحتی در داخل بار فرورفته و در نتیجه ، سقف از تشعشع حرارتی قوس، حفاظت شود.

قبل از اینکه قراضه به کوره ریخته شود، بعضی از انواع کربن زاها نظیر آنتراسیت، کک و یا الکترودهای خرد شده را معمولاً در ته کوره قرار می دهند تا جوشش مطلوب ومناسب به خاطر وجود کربن زیاد، در ذوب حاص شود. در مواقعی که جدا کردن فسفر ضرورت پیدا می کند ، حتماً باید عمل تصفیه در درجه حرارت پایین شروع شود . مواد سرباره ای اکسید کننده از قبیل اکسید آهن و سنگ آهک (یا آهک ) را می توان به بارموجود در دلو اضافه نمود، گرچه معمولاً این اکسید کننده ها همراه کربن زا ها به بار کوره افزوده می شوند.

 

2-8-2- ذوب

وقتی بار به داخل کوره ریخته شد، سقف در جای خود قرار می گیرد و ذوب شروع می شود. برآیند ذوب سه مرحله زیر را پشت می گذارد:

الف معمولاً مرحله شروع ذوب با ولتاژ متوسط قوس الکتریکی آغاز می شود تا از صدمه زدن قوس الکتریکی به سقف جلوگیری شود، درمواقعی که سرعت عمل ضروری است این مرحله حذف می شود؛

ب- وقتی الکترودها به داخل بار وارد شدند ولتاژی انتخاب می شود که حداکثر انرژی ورودی را به کوره بدهد و

ج- وقتی حوضچه مذاب ایجاد شد، میزان ولتاژ را به مقدار متوسط کاهش می دهند تا از آسیب رساندن تشعشع به آسترهای نسوز جلوگیری شود . به محض اینکه سه چهارم بار ذوب شد یا در حوضچه فرو رفت ، روش معمول این است که الکترودها را بالا می کشند و قراضه های گداخته باقیمانده را که در قسمتهایی دیگر از کوره موجودند، به هم می زنند. این عمل را یا به وسیله میله مخصوص (میله کوچک سرکج) و جابجا کردن قراضه و یا به وسیله لوله مخصوص دمش اکسیژن انجام می دهند. در این مرحله می توان اکسیدکننده ها و یا دیگر مواد سرباره را اضافه نمود.

هنگامی که حمام نسبتاً داغ و شروع به جوشش کرد و محیط آن نیز همگن شده ، برای تجزیه نمونه برداری می شود. در این مرحله ، متصدی ذوب باید از میزان کربن اطلاع داشته باشد. اگر کربن به مقدار کافی موجود نباشد تا جوشش مطلوب را به وجود آورد، افزودن مواد کربن زا مجدداً ضروری خواهد بود . اگر کوره مورد استفاده بازی باشد، دانستن میزان گوگرد وفسفر نیز ضروری خواهد بود، تا درصورت لزوم اقداماتی برای کنترل و تقلیل این مواد صورت گیرد. مقدار مواد باقیمانده و موجود در مذاب باید تعیین شود و اقدامات لازم برای جدا کردن آنها صورت گیرد تا درصوری که قادر به جدا کردن آن نباشند، از این نوع فولاد در ریخته گری برای قطعاتی که خصوصیات و کیفیتشان پایین تر است ، استفاده شود.

چگونگی مراحل بعدی به نوع روش ذوب مورد استفاده بستگی خواهد داشت و در این مورد سه نوع روش عمده و جداگانه پیشنهاد شده است.

 

1-2-8-2- روش اسیدی :

علیرغم کاربرد وسیع کوره با آستر اسیدی جهت تولید قطعات فولاد کربن دار و کم آلیاژ در آمریکا، این روش در بریتانیا چندان مورد استقبال قرار نگرفته است . توضیح این روش در اینجا صرفاً به خاطر تکمیل این مبحث نبوده بلک توضیح آن از این نظر است که استفاده از این روش برای تولید فولاد ارزانتر، کاملاً امکان پذیر بوده و فولادتولیدی از کیفیت کافی نیز برخوردار خواهد بود.

همچنان که قبلاً نیز توضیح داده شد، برای کوره های اسیدی باید آنچنان قراضه و مواد خامی انتخاب و استفاده کرد که گوگرد و فسفرشان پایین باشد، به علت اینکه در روش کار این کوره ، خارج کردن دو عنصر ذکر شده امکان پذیر نیست این خودمسأله ای است که کاربرد کوره هایی از این نوع را در بریتانیا محدود کرده است ، دلائل استفاده این کوره ها در آمریکا به قرار زیر است :

1-   سرعت ذوب و تولید سریع برای ذوبهای کم (یک الی ده تن) ؛

2-   هزینه پایین مواد نسوز به خاطر قیمت پایین مواد اولیه آن و دوام بیشتر این نوع آسترها؛

3-   مصرف کمتر انرژی ؛

4-   سیالیت بیشتر مذاب، احتمالاً به خاطر درجه حرارت زیاد آن درزمان تخلیه می باشد اگرچه در عمل مشاهده شده است که در یک درجه حرارت یکسان ، فولاد اسیدی از فولاد بازی سیالیت بیشتری دارد و

5-   سیالیت سرباره کوره اسیدی معمولاً خیلی کمتر از سیالیت سرباره کوره بازی بوده از این رو، کنترل آن در موقع ریختن از پاتیل های معمولی یا سیفونی خیلی راحت تر است.

خرید قراضه با گوگرد وفسفر پایین همیشه عملی نیست و در مواقعی هم که این نوع قراضه در دسترس است قیمتش خیلی بالاتر از قراضه با مرغوبیت استاندارد است. البته این خصوصیت منفی شاید در مقابل مزیتهایی که در بالا به آنها اشاره شد قابل چشم پوشی باشد ولی نباید این مسأله را نادیده گرفت که اتکاء به یک منبع خارجی جهت تأمین قراضه مرغوب ، امری نامطلوب است. به هر حال در کارخانه هایی که از چند نوع کوره متفاوت استفاده می کنند، این مشکل حل می شود زیرا می توان قراضه ها و برگشتی های تولیدی از کوره بازی کارخانه را که طبعاً دارای گوگرد و فسفر کمی می باشند، در کوره های اسیدی استفاده کرد.بعبارت دیگر، می توان در کوره های اسیدی از برگشتی های خود کارخانه برای ذوب مجدد بارگیری نمود و در کوره های بازی از قراضه خریداری شده استفاده کرد.

نظیر اغلب روشهای فولاد سازی ، جزئیات این روش نیز استاندارد نیست ، از این رو ، به همان تعداد که کارخانه فولاد سازی وجود دارد ، روشهای ذوب نیز در جزئیات متنوع می باشد . این گوناگونی به طور کلی از تغییر و تطبیق روشهای ذوب با مشخصات و ضروریات هر کارخانه ناشی می شود. بار و مواد خامی که به شرح بالا تهیه گردیده ، همراه با مقداری کربن زا ها داخل کوره ریخته می شوند. در جدول (8-2) ، نمودار آماری ذوب یک کوره به عنوان نمونه نشان داده شده است . هیچ نوع مواد سرباره زا در مرحله بارگیری به کوره افزوده نمی شود . گرچه ممکن است مقداری ماسه به راهگاهها و تغذیه کننده های قطعات ریختگی چسبیده و وارد کوره شوند. وقتی حمام مذاب تشکیل شد، ماسه و در مواردی به منظور روان کردن سرباره 1 الی 3 درصد سنگ آهک به آن افزوده می گردد که به علت قابلیت هدایت الکتریکی خوب ، قوس آرامی (یکنواخت و بی سرو صدا) ایجاد خواهد شد . برای عمل اکسیداسیون معمول نیست که سنگ آهک در حین انجام ذوب به حمام افزوده گردد، اگرچه اغلب تصور می شود که در نتیجه جوشش شدیدتر و اکسیداسیون حاصل بعد از ذوب کامل آن در بوته ، فولاد مرغوب تری تولید می گردد. حمام مذاب ممکن است به علت وجودزنگ زدگی قراضه در جریان انجام ذوب هم نسبتاً فعال باشد . میزان جوشش کربن حدود 30% درصد می باشد و حداقل مقدار قابل قبول آن 20% درصد است .اگر کربن حمام برای این منظور کافی نباشد باید به حمام مذاب ، مواد کربن زا اضافه نمود . عمل اکسیداسیون را می توان با هر یک از روشهای معمول انجام داد، مزیتها ونکات منفی این روشها در کوره های اسیدی ،مشابه کوره های بازی هستند و بررسی تک تک این روشها به موقع خود انجام خواهد گرفت .در هنگامی که برای کربن زدایی از اکسیژن استفاده می شود، منگنز باقیمانده در مذاب بعد از جوشش، بیشتر از حالتی است که از سنگ آهن برای این منظور استفاده شود.

در روش اسیدی ، تا زمانی که فروسیلیسیم و فرو منگنز نهایی افزوده گردد، جوشش ادامه دارد و هیچ مرحله احیا کنندگی وجود نخواهد داشت. با نزدیک شدن به پایان واکنش اکسیداسیون، شدت جوشش را کاهش می دهند و در صورت لزوم عمل افزایش مواد کربن زا به حمام به وسیله آهن خام ، کک ویا فرو بردن الکترودها انجام می شود، و آهن خام در این مورد بیشتر به کار می رود. افزایش مواد کربن زا از طریق فرو بردن الکترودها گران تمام شده و متداول نیست .جوشش کربن بعد از افزودن کربن زا ها، عامل کاهش دهنده اکسید آهن(FeO) موجود در سرباره نیز می باشد. از افزودن فروسیلیسیم به صورت پودر نیز برای تقلیل بیشتر آهن سرباره استفاده می شود. ولی باید توجه داشت که نباید آهن سرباره را تا حد خیلی پائینی کاهش داد، زیرا در نتیجه تقلیل خیلی زیادآهن، سرباره بیش از حد غلیظ خواهد شد و غلظت بیش از حد سرباره نیز موجب گیر کردن فروآلیاژهای افزوده شده در سرباره خواهد شد . حدود 5 تا 10 دقیقه قبل از تخلیه مذاب، « آخرین » فروسیلیسیم و فرومنگنز برای رساندن فولاد به ترکیب شیمیایی مورد نیاز به حمام افزوده می گردند. پس از این کار تخلیه مذاب صورت گرفته و اکسیژن زدایی نهایی با اکسیژن زداهای قوی در پاتیل انجام می گیرد.

اگر هدف تولید فولاد آلیاژی باشد که روش تهیه آن در بالا اشاره شد، « لازم است ترکیب عناصر آلیاژی مورد نظر در مرحله نهایی افزودن مواد» ، تأمین گردد . در ساختن فولادهای آلیاژی ، بازیابی نیکل و مولیبدن 100 درصد است ، به علت اینکه این مواد در مذاب اکسید نمی شوند.افزودن این مواد نیز معمولاً همراه با بار صورت می گیرد . در صورت امکان این دو عنصر را می توان به صورت اکسید اضافه کرد، که به وسیله کربن موجود در مذاب احیاء خواهند شد . بازیابی کُرم درمواردی که میزان آن تا 2 درصد باشد ، برابر 85 درصد خواهد بود.اما در صورتی که مقدار کرم بیشتر باشد میزان بازیابی آن افت خواهد داشت.

تغییر دیگری در روش بالا، جوشش کوتاه مدت کربن به مقدار 05/0 الی 1/0 درصد است. به علت اینکه ، در این روش ازت و هیدروژن به مقدار کمی خارج می شوند، استفاده از آن برای تولید قطعات ریختگی فولادمرغوب توصیه نمی شود . البته به علت پایین آمدن زمان و هزینه های ذوب این روش به طور محدودی مورد استفاده قرار می گیرد.

Electric Arc Furnace5

2-2-8-2- روش بازی

کوره قوس الکتریکی با آستر بازی از نظر قابلیت تولید اغلب آلیاژها، سهل ترین واحد برای فولاد سازی است . استفاده از سرباره مناسب، خواه احیاء کننده و خواه اکسیدکننده ، کاهش گوگرد و فسفر را تا میزان بسیار پایین امکان پذیر می سازد، از این رو، در این کوره ها تبدیل نامرغوب ترین قراضه به فولاد مرغوب کاملاً امکان پذیر است . فولاد سازی با روش بازی همانند کوره های اسیدی در دو روش کلی: روش یک سرباره ای وروش دو سرباره ای صورت می گیرد. روش های بازی مورد استفاده نیز بسیار متنوع اند، در اینجا فقط نکات مهم و عمده این روشها مورد بررسی قرار خواهند گرفت . با وجود اینکه تقسیم بندی فوق عموماً مورد قبول است . معهذا این دو روش را به طور مجزا مورد بحث قرار نخواهیم داد ، چرا که یکی از این روشها کامل کننده منطقی روش دیگر است . برای نهایت صرفه جویی باید با توجه به ارزشهای ویژه ، شارژ مشخص را انتخاب کرده و حتی الامکان از حداقل تعداد سرباره برای پایین آمدن فسفر و گوگردتا حد مطلوب استفاده نمود. امروزه در فولاد سازی استفاده از مرحله احیاء ، بدون توجه به ضرورت و یا عدم ضرورت گوگرد زدایی ، گران تمام می شود. علاوه بر اینکه مشکلات دیگری نیز به علت جذب گاز در مذاب پیش می آید . ضرورت حفظ مقدار گاز موجود در حداقل مطلق به منظور جلوگیری از خلل وفرج دار شدن، کوتاه تر کردن هرچه بیشتر مرحله های احیاء را کاملاً ملزم می سازد، و حتی اگر مقدار گوگرد موجود در شارژ اجازه دهد ، از سرباره احیاء کننده نباید استفاده کرد.

بعد ازتهیه و تأمین بار مطابق آنچه که قبلاً گفته شد، آنرا همراه با کربن به داخل کوره می ریزند . معمول این است که مقداری آهک پخته یا سنگ آهک و درمواردی هم سنگ آهن به بار اضافه می کنند. اگر وجود فسفر مشکلی به شماربرود، مقداری آهک یا سنگ آهن نیز درحین انجام ذوب به کوره اضافه می شود تا اینکه مذابی با سرباره اکسید کننده آهک دار حاصل شود. در جریان ذوب کامل، نمونه ای برای تجزیه شیمیایی برداشته می شود که از روش چند سرباره باید مورد استفاده قرار گیرد . اگر وجود فسفر مشکل و پردردسر به حساب آید، سرباره پس از تکمیل ذوب ، بلافاصله باید خارج گردد، علت این کار این است که با بالارفتن درجه حرارت حمام، فسفر موجود در سرباره دوباره به حمام مذاب بر می گردد. اگر سرباره ذوب شده خارج شود باید به جای آن سرباره جدید جایگزین گردد و مرحله اکسیداسیون ادامه یابد . اکسیداسیون به روشهای متداول انجام می گیرد و همچنانکه قبلاً اشاره هم شد باید هدف جوشش، رساندن کربن به 30/0% درصدباشد.

نظرات در این موردکه چه موقعی باید جوشش را متوقف کرد، متفاوت است . بعضی از فولادسازان ترجیح می دهند که حمام مذاب را تا جایی اکسید کنند که کربن آن به 10/0% کاهش یابد. درصورتی که از اکسیژن برای اکسیداسیون استفاده شود، با رسیدن کربن به مقدار 10/0 درصد دود کربن غلیظ ناپدید می گردد، که به سهولت زیاد نیز قابل تشخیص خواهد بود. سپس در حمام مذاب با اضافه نمودن آهن خام و تزریق پودر گرافیت ویا فرو بردن الکترود در آن ، کربن زایی مجدد انجام می گیرد ، اگرچه روش آخر روش فوق العاده گرانی برای کربن زایی است، از طرفی دقت عمل در روش «کاهش و تثبیت کربن» لزوم کربن زایی مجدد را منتفی می سازد.

در روش « کاهش و تثبیت کربن » اپراتور سعی می کند مقدار کربن را درست کمتر از مقدار کربن نهایی نگهدارد ، بنابراین ، تنها کربن زایی که مورد لزوم خواهد بود با افزودن فرومنگنز و یا مقادیر اندکی از کربن زاها تأمین خواهد شد . اینکه چه موقع اپراتور باید جوشش مذاب را متوقف کند ، وی می تواند با دانستن کربن اولیه (کربن مذاب قبل از دمش) و از روی ظاهر دود هنگام دمیدن اکسیژن و یا در صورت استفاده از سنگ معدن از روی مقطع شکست نمونه و نیز تجربه ، عمل دمش را در حد لازم قطع نماید. روش قطعی تر دیگر برای کنترل جوشش ، تخمین زمان دمش اکسیژن لازم است و این کار با مراجعه به نمودارهایی که رابطه کربن اولیه ، درجه حرارت و کربن نهایی مطلوب را با مقدار اکسیژن مورد لزوم مشخص می نماید، صورت می گیرد. اخیراً وسیله ای ابداع شده است که مقدار کربن موجود را با اندازه گیری درجه حرارت شروع انجماد فولاد، سریعاًٌ تخمین می زند . این دستگاه به اپراتور کمک می کند تا کربن موجود را سریعاً بسنجد و با استفاده ازاین روش درمواقع ضروری بدون انتظار کشیدن جهت دریافت نتیجه تجزیه شیمیایی نمونه، واکنش اکسیداسیون را قطع کند.

از دو روش مورد نظر، روش « کاهش و تثبیت کربن » آشکارا، سریعتر و ارزانتر است ، از این رو، در صورت با اهمیت بودن روش دیگر و استفاده از آن باید بعضی از ارزشهای فنی را در نظر داشت . اگر جوشش به حد مناسبی رسیده باشد (یعنی کربن کاهش یافته حداقل به 30/0 درصد رسیده باشد) و با کسب اطمینان ازافت هیدروژن و ازت به اندازه کافی، دیگر نیازی به کاهش کربن تا کمتر از حدی که باید در فولاد نهایی بماند نخواهد بود . در حقیقت، به نظر می رسد که دلائل دیگری نیز وجود دارد که به خاطر آنها مقدار کربن نباید ازیک حد لازم تنزل یابد، زیرا مقدار اکسیژن با کاهش مقدار کربن افزایش می یابد . این مسأله به ویژه وقتی که کربن تقریباً به زیر 15/0 درصد برسد کاملاً جدی خواهد بود.

هنگامی که واکنش اکسیداسیون تمام شد، عمل اکسیژن زدایی شروع می شود. اگر کربن حمام در مرحله اکسیداسیون بیش از حد کاسته شده باشد، باید حمام مذاب را تا حد لازم مجدداً کربن زدایی کرد. ولی با روش کربن گیری کنترل شده (کاهش و تثبیت کربن ) دیگر نیازی به « کربن زایی مجدد» نباید وجود داشته باشد . نمونه ای برای بررسی و کنترل برداشته شده و حمام مذاب با منگنز و سیلیسیم ، «عقیم» می شود. همراه با منگنز و سیلیسیم برای «عقیم کردن فولاد»، می توان آلومینیم را نیز به حمام مذاب افزود. این کار به ویژه درمواردی مفید خواهد بود که هدف، تولید فولاد کم کربن باشد که در این صورت احتمال « اکسیداسیون بیش از حد» درمرحله اکسیداسیون وجود دارد. به این منظور به مقدار 1/0 درصد وزن مذاب آلومینیوم را ، به میله ای بسته و قبل از افزودن ، سایر اکسیژن زداها را به داخل حمام مذاب فرو می برند. اگر تغییر و اصلاحی در درجه حرارت یا ترکیب شیمیایی مذاب احتیاج نباشد تخلیه مذاب را شروع می کنند . یک نمونه دستورالعمل جهت کار در جدول شماره (9-2)، ارائه شده است.

چنانچه عمل ذوب باید به صورت دو سرباره ای انجام گیرد، بعد ازمرحله اکسیداسیون مقداری فرومنگنز پرکربن به مذاب افزوده می شود که مجدداً ایجاد کمی جوشش می نماید وپس از آن سرباره اکسید کننده را جدا می کنند.(شکل 12-2) در جدا کردن این سرباره باید نهایت دقت صورت گیرد تا این کار به طور کامل انجام گیرد . زیرا که افزودنی های اکسیژن زدا باعث برگشت فسفر سرباره به حمام مذاب خواهند شد . پس از این مرحله فرو سیلیسیم افزوده می شود و سرباره احیاء کننده ایجاد می شود. افزودن فلوراسپار (فلورور کلسیم ) به سرباره جهت روان ساختن آن متداول است . و موادی نظیر کربن ، پودر فروسیلیسیم، کاربیدکلسیم یا دیگر عوامل احیاء کننده نیز به سرباره افزوده می گردد. باید توجه زیادی داشت که مواد افزوده شده خشک باشند تا از افزایش گاز در مذاب جلوگیری شود. سرباره احیایی خوب معمولاً سفید رنگ است و وقتی سرد و منجمد می گردد، پودر می شود، اگر مقداری سرباره مذاب را در داخل آب فرو برند، بوی استیلن ناشی از کاربید کلسیم موجود درسرباره کاملاًٌ محسوس خواهد بود. وقتی فولاد در زیر سرباره احیاء کننده نگهداری می شود باید کاملاً مراقب بود، زیرا که امکان افزایش کربن مذاب در این عمل وجود دارد. توجه به این مسأله خصوصاً درمورد فولاد سازی با کربن کم ، اهمیت خاصی دارد.

عقیم کردن حمام مذاب با آلومینیم ، کمکی در ذوب دو سرباره ای خواهد بود، زیرا شرایط احیایی ، خیلی سریعتر ایجاد خواهد شد که در نتیجه، گوگردزدایی بهتری انجام می گیرد . (جدول 10-2) در جریان مرحله ای که فولاد در زیر سرباره احیاء کننده نگهداری می شود مذاب آرام است که در نتیجه سرعت واکنشهای بین سرباره وفلز کاهش می یابد و منجر به غیریکنواخت شدن ترکیب شیمیایی و درجه حرارت در نقاط مختلف مذاب می شود. در این صورت توصیه می شود، به طور مکرر مذاب به هم زده شود تا از غیر یکنواختی آن جلوگیری به عمل آید . به این وسیله سرعت گوگرد زدایی نیز افزایش می یابد . یک نمونه دستورالعمل اجرایی برای ذوبهای دوسرباره ای بازی در جدول (11-2)، ارائه شده است.

درمدتی که فولادمذاب زیرسرباره احیاء کننده است ، هیدروژن و ازت جذب آن شده ، لذا تا حد امکان باید مدت احیاء را برای جلوگیری از خلل و فرج دار شدن فولاد(شمش یا قطعه کوتاه کرد . از 7000 مورد ذوب تک سرباره ای که گزارش شده ، هیچ مورد مُک سوزنی در قطعه وجود نداشته است ، درصورتی که درمورد ذوبهای دو سرباره ای که از آنها، 13000 قطعه ریختگی تهیه شده ، 8 موردتخلخل در قطعات وجود داشته است . می توان در درون کوره، اتمسفر کنترل شده ای به وجود آورد که میزان « جذب گاز» (در مذاب ) کاهش یابد، اما این کار عملاً اقتصادی نیست.

موافقان روش دوسرباره ای ادعا می کنند در مواردی که تأخیری در امور کارگاه ریخته گری رخ می دهد، میتوان مذاب را در کوره ، در زیر سرباره احیاء کننده نگهداشت بدون اینکه در ترکیب شیمیایی مذاب تغییری صورت گیرد . این طرز فکر ، نتیجه ای زیانبار و خطرناک دارد چرا که زمان طولانی احیاء به ویژه در کوره های کوچک، منجر به حبس شدن گاز ودرنتیجه، حال کار قطعات همراه با مُک سوزنی خواهد بود که بهتر است ، نگهداری مذاب قبل از اکسیداسیون صورت بگیرد . زیرا که « جذب گاز» در این مرحله مهم نیست، و می توان گازهای محبوس در این مرحله را در جوشش کربنی خارج ساخت، در حالی که هزینه های انرژی جهت ذوب از اهمیت زیادی برخوردارند، ولی این هزینه ها فقط سهم اندکی از هزینه ریخته گری را در بر می گیرند. روشن است که هزینه های مربوط به مواد اضافی، اضافات ویژه و زمانی که صرف کربن زایی مجدد می شود و مقایسه با ضررهای مربوط به برگشت دادن قطعات معیوب و یا هزینه تعمیر آنها ناچیز به نظر می رسند ، بهتر است تا موقعی که قالبها در کارگاه ریخته گری آماده نشده اند، مبادرت به عمل اکسیداسیون نگردد.

به منظور رفع مشکل جذب گاز در مذاب، از روش گاززدایی مذاب استفاده می شود . مقتضیات روز، اجازه نمی دهد که در فولاد سازی از روش پرخرج «گاز زدایی در خلاء »  استفاده گردد. اما استفاده از روش « خروج گازها توسط دمش گاز خنثی(آرگون) » به داخل مذاب درمواردی که گاززدایی ضروری است، مفید و ارزان قیمت است.

در بسیاری از فرآیندهای متالورژی استخراجی به منظور دستیابی به اهدافی نظیر اختلاف مذاب، گاز زدایی و انجام واکنش های شیمیایی خاص، از دمش گاز بدرون مذاب استفاده می شود. انجام برخی از واکنشهای خاص و استفاده از دمش به منظور نیل به اختلاط مذاب و همگی متالورژی پاتیلی و فرآیندهای تبدیل در کنورتورهای AOD ، از جمله کاربردهای انجام فرآیند دمش در صنایع فولادسازی می باشند.

فرآیند دمش گاز بدرون مذاب فلزات تحت دو رژیم خاص جت سازی و حباب سازی انجام می گیرد . تزریق گاز با استفاده ازدمنده های با قطر کوچک و دبی دمش قابل توجه باعث حضور فاز گازی در سیال به صورت شیپوره ای قدرتمند با توان نفوذ بالا و متشکل از ذرات بسیار ریز گاز می گردد که به آن دمش تحت رژیم جت سازی گفته می شود. همچنین انجام فرآیند دمش با استفاده از دمنده ای با قطر دهانه بزرگ و دبی دمش کم باعث حضور فاز گازی به صورت بسته های حباب با ابعاد قابل ملاحظه در سیال می گردد که شیپور گازی بوجود آمده تحت چنین شرایطی ، پس از طی خط سیر کوتاهی در درون سیال تحت تأثیر نیروی شناوری، تجزیه شده و ازبین می رود.این چنین وضعیتی ، دمش تحت رژیم حباب سازی نامیده می شود . دمش گاز خنثی در پاتیل مذاب، روشی است که کاهش نسبی همزمان میزان گازها و آخالها در فولاد مذاب را به همراه خواهد داشت . اصول اولیه گاززدایی با دمش گاز خنثی براساس اختلاف فشار جزئی گاز نامطلوب در حباب گاز خنثی و در مذاب مجاور آن استوار گردیده است . به هنگام دمش گاز آرگون به درون فولادمذاب ، هزاران حباب گازی ریز ایجاد می گردد. هر کدام از این حبابها در مقایسه با فشار فرواستاتیکی مذاب ، نقش یک محفظۀ کوچک خلاء  را بازی می کند. با توجه به اینکه فشار جزئی گازهای هیدروژن ، اکسیژن و ازت درون هر کدام ازاین حبابها تقریباً صفر است ، لذا در اطراف هر حباب یک شیب غلظتی بوجود آمده که نیروی محرکه ای را برای نفوذ گازهای حل شده به درون این حبابهای ریز ایجاد می نماید. بنابراین هر حباب در مسیر صعود ، مقداری از گازهای حل شده را با خود از مذاب خارج می سازد.

مؤثرترین شیوه دمش گاز، ایجاد یک جداره متخلخل درکف پاتیل است . این شیوه هنوز در فولادریزیها به کار گرفته نشده است اگر چه چندین فولاد ساز، مفید بودن این روش ، کاهش هیدروژن تا میزان کمتر از 3 قسمت در میلیون امکان پذیر است.

اکسیژن زدایی نهایی در پاتیل به وسیله افزودن اکسیژن زداهای قوی مثل آلومینیوم صورت خواهد گرفت . درجریان تخلیه مذاب به محل پاتیل (شکل 13-2) ، در مذابهایی که با سرباره احیایی در تماس بوده اند، ممکن است میزان گوگرد به 002/0 تا 003/0 درصد ، کاهش یابد.

Electric Arc Furnace6

6-   فسفر زدایی

قبل از فسفرزدایی باید عناصری را که بیشتر از فسفر احیاء کننده هستند، اکسید کرد . چرا که در غیراینصورت این عناصر، فسفر را حفاظت خواهند کرد. شرایط زیر به فسفرزدایی مؤثر یاری خواهند کرد:

الف – سرباره بازی ؛

ب- مقدار اکسید آهن محتوی حدود 15 درصد و

ج- درجه حرارت پایین.

لزوم درجه حرارت پایین، این مسأله را ضروری می سازد که اگر هدف حداکثر فسفرزدایی باشد، در درجه حرارت کم، باید این فسفرزدایی قبل از دمش اکسیژن انجام شود، زیرا درعمل دمش ، درجه حرارت فوق العاده بالا خواهد رفت . حتی اگر فسفر به داخل سرباره نیز رسیده باشد، افزایش درجه حرارت باعث برگشت مجدد آن خواهد شد، از این رو، جدا کردن سرباره قبل از دمش اکسیژن درصورتی که هدف تولید قطعات فولادی کم فسفر باشد، ضروری است . وجود سیلیس در سرباره عملاً مقدار آهک موجود و خاصیت بازی آنرا پایین می آورد. در نتیجه ماسه چسبیده به تغذیه ها وقراضه با سیلیسیم زیاد می تواند مانع فسفرزدایی شود، و لزوم استفاده از روش دوسرباره ، اکسیدکننده در این مورد ، باید مورد نظر قرار گیرد. وقتی اکسیژن زداها به فلز اضافه می شوند، آهن موجود در سرباره کاهش یافته و مقداری از فسفر دوباره به مذاب بر می گردد. از این نکته چنین بر می آید که فسفر زدایی با روش یک سرباره ای امکان پذیر نیست و جدا کردن تمام سرباره اکسیدکننده قبل از افزودن اکسیژن زداها در روش دو سرباره ای، باید حتماً انجام بگیرد.

روشهای تزریق پودر، در مواردی که وجود فسفر مسأله ومشکلی محسوب می شود، مورد استفاده قرار می گیرند. با افزودن، آمیخته ای از آهک، اکسید آهن و فلوراسپار، علاوه بر فسفر زدایی سریع ، کربن نیز به مقدار قابل ملاحظه زدوده خواهد شد . مخلوط مناسبی که برای این منظور به دست آمده شامل 45 درصد اکسیدکلسیم، 45 درصد اکسیدآهن (FeO) و 10 درصد فلوراسپار است . با استفاده از این مخلوط، میزان کربن زدایی در هر دقیقه 07/0 درصد و میزان فسفر زدایی حدود 005/0 درصد در دقیقه خواهد بود.

 

5-2-8-2- گوگردزدایی:

درکوره های قوس الکتریکی با محیط بازی، عمل گوگرد زدایی بتدریج در تمام مراحل فولاد سازی انجام می گیرد . در اینجا هدف بررسی گوگرد زدایی تحت سربارۀ بازی است .

شرایط یک گوگرد زدایی موفق به صورت زیر است :

الف – سرباره بازی ؛

ب- شرایط احیایی و

ج- درجه حرارت بالا.

نیاز به شرایط احیایی بالا، به این مفهوم است که در گوگرد زدایی متداول وسنتی واکنش های زیر اتفاق می افتد:

الف – جذب کربن یا سیلیسیم بیش از حد در مذاب ، زیرا که اینها متداولترین عوامل احیاء کننده هستند و

ب- جذب هیدروژن و ازت بیش از حد در مذاب .

به علت آرام بودن حمام مذاب، به منظور شتاب دادن به گوگرد زدایی وکوتاه شدن مدت زمان احیاء باید مذاب را مرتب به هم زد . سرعت واکنش را می توان باتزریق پودر سرباره که مواد اصلیش آهک یا کاربید کلسیم، همراه با منیزیمو فلوراسپار است ، افزایش داد.سرباره های کاربید دار ، باعث جذب کربن شده و پودرهای آهک ، موجب جذب هیدروژن در مذاب می شوند . با تبدیل و برگشت دادن سرباره، می توان بر این مشکلات فایق آمد، به این طریق که ابتدا عمل احیاء را انجام داده تاگوگرد جدا شود سپس واکنش اکسیداسیون انجام شود تا کربن زدایی و سیلیسیم زدایی صورت گیرد و ضمناً گازهای ناخواسته به این وسیله از بین بروند . البته این روش، خیلی عملی نیست چرا که برگشت گوگرد در مرحله اکسیداسیون از بوته انجام خواهد گرفت و این مسأله به ویژه درمورد مواد نسوزدولومیتی بیشتر به چشم می خورد .درنتیجه یک سرباره دیگر احیایی ضروری خواهد بود. درشکل (17-2) ،تغییرات میزان گوگرد موجود، با استفاده از این روش در مقایسه با روش سنتی نشان داده شده است .

پایین آوردن مقدار گوگرد با استفاده از سرباره احیاء کننده در بالا ذکر شد و آزمایشها جهت استفاده از سرباره پیش ذوب شده ، نشان می دهد که به این وسیله گوگرد زدایی سریعتر انجام می گیرد، این روش به روش پرین معروف است. البته درعمل ، استفاده از این روش در ریخته گری ها با اشکالات زیادی همراه بوده است و در نتیجه از آن استفاده نمی شود . استفاده از سرباره احیا کننده ، علیرغم اشکالات و نارسائیهای آن، هنوز هم تنها روش مؤثر و عملی در گوگرد زدایی است.

 

7-   کوره های قوس الکتریک مدرن:

در سالهای اخیر بکارگیری لانسهای تزریق اکسیژن و کربن ، دمش گاز خنثی از کف ، سوزاندن گاز خروجی از سطح ، استفاده از شارژ گرم و ... تلاشهایی است که برای بهبود وضعیت کوره های قوس الکتریکی انجام شده .

این تلاشها منجر به ایجاد انواع تکنولوژیها نظیر کوره های دو محفظه ای ، کوره های شافت ، کوره دومرحله ای ، روشهای EOF وK-ES ، فرآیند conarc و comlet ، consteel و کوره های DC(Danarc , contiarc) گردیده ا ند .

شبیه سازی فرآیندهای مختلف درکوره های قوس الکتریک نظیر هماهنگی بین واحدهای مختلف ، جریانهای گاز در کوره ، توزیع دما وتنش در الکترودها، شبیه سازی جریان سیال و مخلوط شدن در فرآیند دمش از کف، هم پای سایر پیشرفت های ابزاری توانسته جایگاه مناسبی برای این کوره ها در صنعت فراهم نماید. پیش بینی می شود که تولید فولاد از طریق کوره های قوس الکتریک از 33% به 40% کل تولید فولاد جهان در سال 2010 برسد و این درحالی است که مصرف انرژی الکتریکی به kwh/t 360 ، مصرف کربن به kg/t 32 و اکسیژن به m3/t40 خواهد رسید و زمان بین دو تخلیه به 58 دقیقه کاهش می یابد . کوره های قوس الکتریک جدید عمدتاً در آسیا، آمریکای شمالی و اروپای غربی نصب خواهند شد .

Electric Arc Furnace7

 

بهره‌برداری از جدیدترین کوره قوس الکتریکی شرکت زیمنس با قابلیت استفاده در فرآیند احیای مستقیم

شرکت زیمنس بزرگ‌ترین شرکت عرضه کننده تجهیزات، محصولات و خدمات صنعتی مدرن و خلاقانه در سطح جهان است که با تکنولوژی اتوماسیون مستمر و نرم‌افزارهای صنعتی و کارشناسان خبره در زمینه بازارهای صنعتی و تکنولوژی‌هایی بر پایه خدمات فنی، بخش صنعتی زیمنس بالاترین بهره‌وری، کارایی و انعطاف‌پذیری را برای مشتریان خود در سرتاسر دنیا فراهم آورده است

این شرکت در کشورهای مختلف حدود 100 هزار نیروی کار دارد. همچنین بخش صنعتی زیمنس شامل اتوماسیون، تکنولوژی‌های محرک و بخش خدمات مشتریان و واحد بازرگانی تکنولوژی‌های فلزات از دیگر بخش‌های شرکت زیمنس است

واحد تجاری تکنولوژی فلزات زیمنس یکی از مراکز پیشرو در زمینه تامین تجهیزات فنی و مهندسی و زیربنایی صنعت آهن و فولاد در جهان است که از آن قبیل می‌توان به سیستم نورد تخت در صنایع آلومینیوم و یا انواع کوره‌های مخصوص ذوب فلزات و کوره‌های قوس الکتریکی اشاره کرد

شرکت زیمنس در 19 ژانویه سال 2012 اعلام کرد که یک کوره قوس الکتریکی (EAF) جدید ابداع کرده که کاربرد ویژه آن در زمینه احیای مستقیم چدن مذاب (DRI) است. استفاده از شارژ آهن اسفنجی یا بریکت در کوره قوس می‌تواند تاثیرات مشخصی را در فرآیند ذوب نشان دهد. مصرف انرژی، بهره‌وری یا قابلیت تولید و بازدهی مواد متاثر از ترکیب شیمیایی DRI و درصد استفاده از آن در شارژ است

آهن اسفنجی به‌ عنوان جایگزین قراضه و با توجه به ترکیب شیمیایی تقریبا یکنواخت آن به منظور کاهش غلظت عناصر ناخالصی و رسوبات در ذوب از طریق بالا بردن عیار آهن موجود در شارژ استفاده می‌شود

در حقیقت با شارژ آهن اسفنجی در سبد قراضه آهن، سطح ناخالصی‌های موجود در شارژ کاهش یافته و سبب کاهش مقدار نیتروژن موجود در ذوب می‌شود. کاهش نیتروژن در ذوب باعث می‌شود، تختال‌ها و بیلت‌های با کیفیت جهت تولید ورق‌های گرم، مفتول‌ها و انواع محصولات دیگر را بتوان تولید کرد

تعداد واحدهای فولادسازی به روش کوره قوس در منطقه آسیا رو به افزایش بوده و این در حالی است که امکان تهیه قراضه آهنی با کیفیت در منطقه آسیا با توجه به این‌که باید دانسیته حدود یک تن بر مترمکعب داشته باشد بسیار دشوار بوده، لذا استفاده از شارژ پیوسته آهن اسفنجی به‌ عنوان بهترین راه‌حل در جهت تامین مواد آهنی به‌طور فزاینده‌ای مورد توجه قرار گرفته است. یکی دیگر از مزایای استفاده از شارژ پیوسته آهن اسفنجی و یا بریکت در کوره، کاهش تعداد سبدهای شارژ قراضه آهنی به کوره است. بدیهی است با کاهش تعداد سبدها از زمان آماده‌سازی کم شده و این نیز باعث بالا رفتن بهره‌وری و افزایش تولید خواهد شد

در حال حاضر این کوره قوسی در بازارهای آمریکای شمالی در دسترس فولادسازان قرار گرفته است. این کوره مدرن با نام Simetal EAF FAST DRI در بازار موجود است و به منظور فرآیند ذوب مستمر توسط نیروی الکتریکی طراحی شده و بعد از تکمیل فرآیند، مذاب آهن اسفنجی (DRI) از کوره تخلیه می‌شود. تفاوت قابل توجه این کوره جدید در مقایسه با کوره‌های دیگر کاهش فاصله زمانی بین تخلیه مذاب و همچنین کاهش چشمگیر مصرف انرژی است

کوره قوسی یکی از بهترین انواع برای ذوب، آلیاژسازی و تصفیه فولاد به حساب می‌آیند. این کوره از لحاظ روش ایجاد قوس به دو دسته غیرمستقیم و مستقیم تقسیم می‌شوند

در روش قوس غیرمستقیم قوس الکتریکی بین الکترود‌ها که ممکن است دوتایی یا سه تایی باشند برقرار می‌شوند و طراحی کوره به شکلی انجام می‌گیرد که شارژ بین آن که در محدوده، قوس قرار گرفته در اثر حرارت قوس ذوب بشوند

ولی در کوره‌های امروزی عمدتا از روش قوس مستقیم استفاده می‌شود که قوس بین الکترود یا الکترود‌ها که ممکن است تکی دوتایی یا سه تایی باشند با جداره و کف برقرار می‌شود و شارژی که در محدوده قرار گرفته می‌شود ذوب می‌شود. از میان کوره‌های قوس الکتریکی مستقیم نوع 3 تایی آن هم در تناژهای کم وهم در تناژهای زیاد مورد مصرف صنعتی بیشتری دارد و همین نوع کوره است که بیشتر برای ذوب و ریخته‌گری فولاد استفاده می‌شود

کوره قوس الکتریکی بر اساس سرباره‌شان ممکن است قلیایی یا اسیدی باشند. یعنی اگر سرباره آن قلیایی باشد مواد نسوز نیز باید قلیایی باشد و اگر سرباره آن اسیدی باشد مواد نسوز نیز باید اسیدی باشد. سرباره قلیایی در مجاورت نسوز اسیدی با آن ترکیب شده و اشکالاتی بوجود می‌آورد

تقریبا 95 درصد فولادها در جهان در کوره قلیایی تولید می‌شوند (زیرا با مواد قلیایی فسفرزدایی وگوگردزدایی انجام می‌گیرد). از کوره‌های اسیدی در موارد مخصوصی استفاده می‌شود. در کوره قوس الکتریکی با جداره بازی این قابلیت وجود دارد که بتوان از بدترین نوع قراضه بهترین و با کیفیت‌ترین نوع فولاد را تهیه کنیم

Electric Arc Furnace8

آهن اسفنجی به همراه آهن قراضه معمولا با ترکیب 15 درصد قراضه و 85 درصد آهن اسفنجی به کوره قوس الکتریکی شارژ شده و در یک فاصله زمانی کمتر از یک ساعت تا دو ساعت بستگی به قدرت ترانس کوره مواد شارژ شده، در دمای بالا ذوب شده و سپس کوره ذوب تخلیه و مذاب حاصله توسط پاتیل‌های مخصوص وارد کوره فولادسازی می‌‌شود در کوره فولاد‌سازی‌ مذاب حاصله توسط گاز آرگون همگن شده و مواد مورد نیاز از جمله فروآلیاژها به مذاب اضافه می‌‌شود تا به ترکیب مورد نظر برسد. سپس مذاب حاصله با ترکیب فولاد به ماشین ریخته‌گری مداوم شارژ شده و در اشکال مختلف قالب‌ریزی و سپس با سیستم پاشش آب سرد شده و در طول دلخواه برش داده می‌شود اشکال شمش تولیدی می‌تواند به صورت تختال، بیلت و بلوم و طول و عرض و ضخامت متفاوت باشد. مواد اولیه کوره‌های قوس الکتریکی می‌تواند تا 100 درصد آهن قراضه باشد، اما در این کوره الکتریکی مدرن در مقایسه با کوره‌های قوس الکتریکی متداول زمان بین دو تخلیه مستمر تا 15 درصد کاهش یافته و میزان مصرف انرژی نیز تا 20 کیلووات ساعت به ازای هر تن تنزل داشته، همچنین مصرف الکترود نیز در این کوره تا 10 درصد افت را داشته است. تامین مستمر الکتریسیته طی عملیات حمام تخت (Flat-Bath) نه تنها راندمان افزایش یافته، بلکه از ایجاد کرنش‌های‌ هارمونیک خطی مانند سوسو زدن یا لرزش مذاب (Flicker) نیز در این کوره جدید خبری نیست. با استفاده از این تکنولوژی ارایه شده توسط شرکت زیمنس، راندمان یک کوره 150 تنی می‌تواند به‌طورکلی تا حدود 15 درصد افزایش یابد

از دیگر مزایای این کوره می‌توان به تخلیه مذاب بدون سرباره (FAST) است، همچنین دریچه‌های جایگزین برای شارژ، تخلیه مذاب در شرایطی که کوره در حال بهره‌برداری است، در این کوره در نظر گرفته شده است. تخلیه مذاب بدون سرباره منتج به افزایش کیفیت آلیاژ و سولفورزدایی بهتر فولاد می‌شود و باعث می‌شود ضرورتی برای نصب مشعل‌های اضافی وجود نداشته باشد

کوره در طراحی Simetal EAF FAST DRI سیستم انتقال گرم (HTS) نیز در نظر گرفته شده که این امر این کوره را قادر می‌سازد تا در دماهایی در حدود 600 درجه سانتیگراد به راحتی با آهن اسفنجی گرم تغذیه شود. همچنین این کوره قوس الکتریکی جدید به دلیل طراحی مدولار خود، قادر خواهد بود به همراه تکنولوژی FAST DRI نیز هماهنگ شود.

 

کانال

آخرین ویرایش در شنبه, 14 مرداد 1396

رسانه

Electric Arc Furnace علی برهانی

درباره ما

گروه تامین صنعت، فعالیت حرفه‌ای خود را در زمینه فولاد در سال ۱۳۸۷ آغاز نمود و در ادامه به منظور ارائه خدمات علمی و مهندسی در زمینه مواد مصرفی صنعت ریخته‌گری، سایت حاضر را تحت عنوان Ferro تاسیس نمود.

ما برآنیم که با شناخت نیازهای مشتری و جلب اعتماد او، از طریق صداقت و رو راستی و پایبند بودن به اصول اخلاقی و حرفه‌ای، همواره اساس مشتری مداری را بجا آوریم.

کاتالوگ

download-catalog

price-list

خبرنامه پیامکی