دسته بندی کوره های القایی بر حسب کاربرد

دسته بندی کوره های القایی بر حسب کاربردهای آنها شروع می نماییم.
همانطور که میدانید کوره های القایی را بر حسب فرکانس کار به سه دسته  کلی میتوان تقسیم بندی نمود.
1-فرکانس 50HZ یا MAIN FREQUANCY در گاهی

مواقع از فرکانس سه برابر آنها نیز در همین دسته بندی یاد می شود.
2-فرکانس متوسط که از فرکانس حدود 200HZ تا حدود 10KHZ می باشد.
3-فرکانس بالا که از 10KHZ تا چندین MHZ می باشد.
کوره های فرکانس بالایی که بعنوان کوره های ذوب استفاده می شوند جنبه آزمایشگاهی دارند. و در مقیاس بسیار کوچک ساخته می شوند که موضوع بحث ما نمی باشد.
کوره های 50HZ که عمدتاً به دو صورت بوته ای و کانالی ساخته می شوند دارای تکنولوژی قدیمی و راندمان عمومی  پایین می باشندو بدلیل داشتن تلاطم بالا بیشتر برای ذوب چدن استفاده می شوندو امروزه هم در بعضی از کارخانجات در حال کار هستند. این کوره ها بیشتر فقط بعنوان نگهدارنده های چدن و در ظرفیتهای چند ده تن توجیه اقتصادی دارندو بعنوان کوره های ذوب توصیه نمی شوند بخصوص اینکه این کوره ها را نمی توان در ظرفیتهای پایین تولید نمود.
کوره های فرکانس متوسط که موضوع اصلی بحث ما می باشند با دو تکنولوژی کاملا متفاوت در سطح جهان ساخته می شوند که بعنوان کوره های سری و کوره های موازی به بازار عرضه می شوند. ابتدا به شرح مختصر این دو تکنولوژی و مزایا و معایب هر کدام از آنها می پردازیم و سپس یک نمونه از کوره القایی فرکانس متوسط را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهیم.
همانطور که میدانید اساس کار یک کوره القایی ، عبور یک جریان متناوب از یک سیم پیچ که اصطلاحاً در کوره القایی کوئل گفته می شود می باشد که تولید تلفات الکتریکی در داخل هسته و یا به عبارت دیگر مذاب می نماید .

بحث درباره ماهیت تلفات و انواع آن و دیگر
1
مسائل از این دست از دایره بحث ما خارج است . همینقدر می توان اشاره نمودکه این تلفات رابطه مستقیمی با فرکانس دارد. یکی از اجزاء مدار تابلوی مبدل فرکانس خازن است که نوسان جریان در کوئل کوره و در نتیجه تلفات حرارتی مذاب را بوجود می آورد. اگر این خازن با کوئل بدون هیچ واسطه ای با یکدیگر بصورت موازی بسته شوند به کوره هایی که اینگونه تولید می شوندکوره موازی می گویند و اما اگر این اتصال توسط یک یکسری سوئیچ قدرت که اصطلاحاً SCR نامیده می شوند انجام پذیرد این مدل از کوره ها ، کوره های سری اطلاق می شود. هر دو مدل دارای معایب و مزایای خاص خود هستند و تولیدکنندگان بر حسب نوع منطق خود اقدام به تولید این کوره ها می نمایند.
از جمله مزایای کوره های سری قدرت گیری سریع کوره در ابتدای کار ، COSØ بالا حتی وقتی که کوره از قدرت حداکثر خود استفاده نمی نماید ، تولید هارمونیک کمتر و از جمله معایب آن نیاز داشتن به سوئیچ های قویتر ، گران تر شدن قیمت کوره را می توان نام برد.
اکثر کارخانجات کوره سازی کشورهای اروپایی نوع موازی را تولید می کنند و تکنولوژی سری را چند شرکت در دنیا بکار می برند مانند اینداکتوترم امریکا ، MIT استرالیا و....
اجزاء یک کوره القایی :
قسمتهای مختلف یک کوره القایی به ترتیب عبارتند از :
1-تابلوی مبدل فرکانس
2-تابلوی پمپاژ آب
3-سیستم هیدرولیک
4-برج خنک کننده بهمراه مبدلهای حرارتی
5-کلیدهای انتخاب بوته
6-ترانس ایزوله ورود
7-شینه های ارتباطی
8-بوته های ذوب
مهمترین  و با تکنولوژی ترین و گرانترین قسمت یک کوره القایی تابلوی مبدل فرکانس آن می باشد. در این بخش برق 50HZ ورودی ابتدا یکسو شده و سپس توسط مدارات بخصوصی به یک برق تک فاز با فرکانس چندین برابر فرکانس ورودی تبدیل شده و سپس به کوئل ذوب اعمال می گردد. این مبدل توسط یک شبکه آب مقطر خنک می شود که مشخصات آب مربوطه و فشار و دبی
2
آن در مسیرهای مختلف حائز اهمیت بسیار است. پمپهای بخصوصی جهت گردش آب در تابلو و
 بوته های ذوب تعبیه شده که دبی مورد نیاز را تأمین نماید. از آنجایی که آب مربوطه باید دارای مقاومت الکتریکی بسیار بالایی باشد و ضمناً رسوب مسیر نیاز بسیار مهم است از آب مقطر استفاده می شود و پمپهای مربوطه باید از جنسی باشد که زنگ نزنند زیرا زنگ یعنی اکسید آهن و این ناخالصی هدایت آب را زیاد نموده و عبور جریان الکتریکی یعنی تجزیه آب و تولید یون اکسیژن و هیدروژن که این یونها به نوبه خود باعث هدایت بیشتر شده و در نهایت باعث اختلال در کار کوره می گردند.
فشار، درجه حرارت و جریان آب نیز باید مستمراً کنترل شده و در مواقع خطر توسط مدارات خاصی از کار کوره جلوگیری شود. این آبها در دو مدار جداگانه در بوته های ذوب و تابلو توسط پمپهای مربوط به خود در حال گردش هستند و حرارت ایجاد شده را به مبدلهای حرارتی انتقال می دهند. برج خنک کننده نیز مدار آب مخصوص به خود را داراست و آب غیر مقطر خود را خنک کرده و آن آب نیز به مبدل حرارتی انتقال می یابد. در مبدلهای حرارتی ، حرارت این دو آب با یکدیگر تبادل شوند و بدین شکل قسمتهای مختلف کوره خنک می شوند. در اینجا ذکر این نکته ضروری است که مبدلهای حرارتی به دو صورت کلی ساخته می شوند.
1-لوله ای
2-صفحه ای
مبدلهای حرارتی لوله ای معمولاً در داخل برج خنک کننده تعبیه می شوند که این موضوع خود معایبی را بدنبال دارد.از جمله رسوب بر روی این لوله ها ( بدلیل تبخیر سطحی بر روی لوله ها) و دوماً خطر یخ زدگی در زمستان ( بدلیل اینکه برج خنک کننده در فضای آزاد نصب می شود ) مبدلهای صفحه ای معمولاً در داخل کارگاه نصب می شوند و بهمین دلیل خطر یخ زدگی در زمستان بسیار کاهش می یابد ثانیاً بدلیل اینکه عمل تبخیر در داخل مبدل انجام نمی پذیرد.میزان رسوب در این مبدلها نسبت به نوع قبل بسیار کمتر است. کلیدهای انتخاب بوته قطعاتی هستند که عمل اتصال تابلو را به بوته مورد نظر میسر می نمایند و بصورت دستی و اتوماتیک ساخته می شوندکه نوع اتوماتیک آن بصورت مکانیکی و بادی می باشند.
سیستم هیدرولیک:
عملیات تخلیه بوته ذوب توسط دو جک هیدرولیک که در دو طرف بوته تعبیه شده انجام می پذیردکه منبع تولید فشارروغن پک هیدرولیک می باشد که عملاً در زیر کنسول هیدرولیک
3
جاسازی می شود.لازم به ذکر است که در بعضی از انواع کوره ها ی ذوب ارزان قیمت از سیستم موتور گیربکس جهت دوران بوته و تخلیه آن استفاده می شود که کلا ً بیشتر در بعضی کوره های چینی استفاده می شود.
ارتباط بین بوته های ذوب و تابلوی مبدل فرکانس توسط یکسری صفحات پهن مسی برقرار می شود که به این صفحات اصطلاحاً شینه گفته می شودکه اکثراً توسط آب خنک می شوند. برای اینکه کوره از شبکه برق ایزوله باشد از یک تراس قدرت بعنوان ایزولاتور استفاده می شود که علاوه بر ایزوله کردن ولتاژ ورودی را نیز بر حسب نوع طراحی کوره تغییر می دهد.
بوته های ذوب:
همانطوریکه که قبلاً نیز گفته شد کوئل ذوب یک سیم پیچ است که از دوران یک لوله مسی حول یک استوانه بوجود آمده آب در درون لوله و جریان برق متناوب از سطح لوله عبور کرده و یک میدان مغناطیسی متغیر را در درون کوئل ایجاد می نماید. این کوئل توسط یک بدنه آلومینیومی یا استنلس استیل و یکسری بلوکهای بتنی مهار شده و بر روی یک جفت پایه آهنی استقرار یافته جریان آب و برق توسط کابلهای مخصوصی به کوئل اعمال شده و بدین ترتیب بوته بوجود می آید. سطح داخلی کوئل از یک ملات مخصوص به ضخامت حدود 5 تا 10 میلی متر بر حسب سایز کوره پوشانده شده و بعد روی ملات خاک کوره کوبیده شده و به روش خاصی این خاک پخته می شود که محفظه ذوب عملاً شکل می گیرد. انتخاب نوع خاک ، نحوه کوبیدن خاک و پختن خاک از عمده ترین مسائل استفاده از کوره القایی می باشد که در جای خود مبحث مهمی را تشکیل می دهد.
پدیده تلاطم:
بدلیل وجود میدان مغناطیسی متغیر یک چرخش مذاب در داخل بوته بوجود می آید که در مواقعی بسیار مطلوب ( مانند ذوب چدن) و در مواقعی بسیار مضر(مانند ذوب مس) می باشد. بدلیل اینکه بسیاری از ریخته گران چدن در این سمینار حضور دارند بحث تلاطم توضیح بیشتری را می طلبد. برای تولید چدن از قراضه آهن حدود 5/3% تا 4% کربن می باید به این قراضه اضافه نمود.حل کربن در داخل مذاب نیاز به تلاطم زیادی دارد که این امر از طریق انتخاب صحیح فرکانس ایجاد می شود.
تلاطم با فرکانس و سطح دهانه بوته رابطه معکوس و با چگالی قدرت رابطه مستقیم دارد. لذا بدین سبب و با در نظر گرفتن این سه پارامتر می توان به تلاطم مورد نظر دست یافت.
4
تلفات انرژی در کوره ها ی القایی:
راندمان حرارتی یک کوره دوار معمولی بین 12 تا15 درصد می باشد. درحالیکه راندمان الکتریکی تابلوی مبدل فرکانسحدود 97% و راندمان عمومی یک کوره القایی  حدود 75% می باشد.(5 برابر کوره دوار)
قسمت اعظم تلفات حرارتی در کوئل ذوب می باشدکه چیزی حدود 18 تا22 درصد می باشد.فلذا گوشت لوله ذوب و شکل مقطع آن از پارامترهای مهمی است که باید به آن توجه نمود. حدود 3% تلفات در تابلوی مبدل فرکانس می باشد و چند درصد هم در خطوط ارتباطی و شینه های داخل کانال تلف میشود.برای کاهش تلفات می باید سطح عبور جریان الکتریکی را زیاد نمود که این امر باعث افزایش مس مصرفی و در نتیجه بالا رفتن قیمت خواهد شد. البته اضافه کردن گوشت لوله کوئل علاوه بر افزایش سطح جریان عبوری مزایای دیگری نیز دارد که از آن جمله افزایش استحکام مکانیکی کوئل و بالا رفتن مقاومت جداره لوله هنگام نفوذ مذاب شده و در نتیجه احتمال انفجار بوته کاهش چشمگیری خواهد داشت.
Melt rate : مقدار انرژی مصرفی به ازاء یک کیلوگرم هر کوره ذوب القایی با هر تکنولوژی و یا هر نوع مواد اولیه ای که ساخته شود دارای راندمان مخصوص به خود بوده که نتیجه آن در میزان مصرف انرژی به ازاء یک کیلوگرم ذوب مشهود خواهد بود که اصطلاحاً به آن  Melt rate گفته می شود.این پارامتر از جمله ابزار قیاس کوره های مختلف خواهد بود که در مبحث مقایسه کوره های داخلی و خارجی به آن اشاره خواهد شد.

درج نظر شما


کد امنیتی