کوره های الکتریکی طی انجام فرآیندهایی آهن آلات را ذوب و به حالات مختلفی که نیاز است توسط سیستم های دیگر تبدیل می کند. در کوره های شرکت های تولید آهن آلات، الکترودهایی به کار رفته اند که قطر آن 24 اینچ بوده و قابلیت جایگزینی با الکترودهای 28 اینچی را نیز دارند. ظرفیت کوره های تولید آهن آلات بین 180 الی 200 تن است. برای تغییر ولتاژ ثانویه از این کوره ها استفاده می شود. کوره های قوس الکتریکی ترانس سه فاز، انرژی مورد نیاز کوره ها را از جریان برق تامین می کنند. در کوره های قوس الکتریکی تولید آهن آلات از الکترود های استوانه ای جهت شارژ کوره ها از طریق جریان الکتریکی استفاده می شود. جنس این الکترود ها از گرافیت جامد بوده و از سقف کوره ها آویزان هستند. در کوره های اولیه، از دو عدد الکترود جهت انتقال جریان الکتریکی استفاده می شد. از آنجا که کوره های الکتریکی دائماً در حال کار کردن هستند، باید روی طراحی بدنه آن ها دقت شود.
نحوه تولید حرارت الکتریکی کوره های الکتریکی:
انرژی الکتریکی به راحتی تولید میشود، به همین خاطر، محققین ابتدا انرژی الکتریکی را به روش های مختلفی آزمایش می کنند و درصورت اطمینان از عملکرد، در تولید آهن آلات آن را به کار می‌برند. شما عزیزان می توانید برای خرید و استعلام قیمت انواع قوطی و پروفیل با شهر آهن همراه شوید.
کوره های مقاومتی
در کوره های مقاومتی، مواد در اثر حرارت حاصل از مقاومت الکتریکی ذوب می شوند.
روش های گرم کردن کوره ها :
- گرم کردن غیر مستقیم: در روش گرم کردن غیر مستقیم، آهن آلات در اثر حرارت تولید شده طی عملیات حرارتی ذوب می شوند. در این روش، حرارت کوره ها از طریق عبور جریان الکتریکی از میان مقاومت تولید می شود.
- گرم کردن مستقیم: در روش گرم کردن مستقیم، از یک ترانسفورمر ولتاژ پایین جهت عبور جریان الکتریکی و ذوب کردن فولاد استفاده می شود. روش گرم کردن مستقیم برای ذوب آهن آلات مناسب نیست.
- گرم کردن به روش کوره القایی: در روش گرم کردن القایی، از دو نوع کوره های القایی فرکانس پایین و کوره القایی فرکانس متوسط و بالا استفاده می کنند. در این کوره ها، جریان الکتریکی جهت ذوب مواد از یک میدان مغناطیسی در شارژ القا می شود.
- کوره های القایی تولید آهن آلات با فرکانس پایین: در این روش از یک سیم پیچ با هسته فولادی و یک سیم پیچ ثانویه استفاده می شود. روش ذوب کردن آهن آلات در کوره ی القایی فرکانس پایین، تقریبا شبیه روش ترانسفورمر است.
- کوره القایی تولید آهن آلات با فرکانس متوسط و بالا: در این کوره ها جهت ذوب مواد، جریان الکتریکی قبل از اینکه از سیم پیچ اطراف بوته عبور داده شود، با فرکانس شبکه از طریق سیستم‌های مبدل تبدیل خواهد شد.
کوره های قوس الکتریکی
روش استفاده از حرارت در کوره های الکتریکی قوسی به دو صورت است:
گرم کردن غیر مستقیم
در قسمت بالایی کوره ها دو عدد الکترود وجود دارد که بین آن ها قوس الکتریکی ایجاد می شود. در روش گرم کردن غیر مستقیم، عملیات ذوب آهن از طریق انتقال حرارت صورت می گیرد. انواع کوره های قوس الکتریکی غیر مستقیم شامل: کوره های تکفاز، کوره های دو فاز و کوره های سه فاز می شود. کوره های تکفاز شامل دو دسته می شوند:
- کوره هایی که جهت انجام عملیات مخصوص به کار گرفته می شوند.
- کوره های افقی یا غلطکی.
روش گرم کردن مستقیم
در روش گرم کردن مستقیم، ذوب آهن از طریق انتقال حرارت تولید شده به وسیله ایجاد قوس الکتریکی بین شارژ انجام می شود. معمولا قوس الکتریکی بین الکترود ها ایجاد می شود و گاهی اوقات یک یا هردوی الکترود ها خود به شارژ تبدیل خواهند شد. به طور کلی، در کوره های الکتریکی قوسی با جریان مستقیم، از الکترود های مصرف شونده استفاده می شود.
حرارت کوره های تولید آهن آلات توسط قوس های الکتریکی تولید می شود، مقدار مشخصی از این حرارت به طرف آند(که شارژ کوره است) انتقال می یابد. معمولا قوس های الکتریکی جریان مستقیم از کاتد گرافیکی به وجود می آیند. در حالت معمول، حرارت مستقیما به آند انتقال پیدا می کند. قوس های الکتریکی جریان متناوب نسبت به قوس های الکتریکی جریان مستقیم پایداری کمتری دارند. به همین خاطر، در فرآیند های متالوژیکی از قوس های الکتریکی جریان مستقیم استفاده می شود. الکترود های گرافیتی در مقایسه با مشعل های پلاسما عملکرد بهتری در برابر قدرت و جریان های بالا دارند. به همین خاطر، در فرآیند های متالوژی تلفیقی از الکترود های گرافیتی و منابع جریان مستقیم استفاده می شود. با این کار عملیات متالوژیک موفقیت آمیز تر و منعطف تر خواهد بود. امروزه در ساخت کوره ها، تمرکز اصلی روی قدرت آن ها است و محدود کردن شدت جریان الکتریکی در ظرفیت کوره های تولید آهن آلات نیز حائز اهمیت می باشد.
روش های تولید انرژی الکتریکی:
برای ایجاد حرارت جهت ذوب مواد، لازم است انرژی الکتریکی تولید شود.
- در روش اول، هادی حرارت از طریق عبور جریان الکتریکی بین ماده جامد و ایجاد مقاومت الکتریکی تولید می شود. از این حرارت جهت ذوب کردن مواد استفاده می کنند.
- در روش دوم، هادی حرارت از طریق عبور جریان الکتریکی بین الکترود ها تولید می شود.
- در روش سوم، انرژی الکتریکی از طریق تابش الکترون ها ایجاد می شود. البته این روش هنوز در مرحله آزمایش است.
تولید فولاد به روش کوره
روش کوره بلند (BF)
روش کوره بلند (BF) که شیوه سنتی تولید است، از احیاء غیرمستقیم آهن استفاده می شود. بدین صورت که ابتدا سنگ آهن پس از فرآوری و آگلومره شدن (فرایند پیش پخت و کلوخه سازی سنگ آهن قبل از شارژ به کوره بلند در کارخانه‌های فولادسازی) به همراه آهک و کک وارد کوره بلند شده و آهن خام یا چدن مذاب (Pig Iron) به دست می‌آید. در مرحله بعد، آهن خام در یک کانورتر به فولاد مذاب تبدیل شده و پس از حذف کربن و ناخالصی‌های دیگر آن به کمک اکسیژن، فولاد خام (Crude Steel) تولید میگردد. فولاد مذاب پس از تخلیه سرباره، توسط پاتیلهای حمل مذاب به واحد ریخته گری مداوم ارسال میگردد. در واحد ريخته گری مداوم، مذاب به داخل قالب ریخته شده و در طول مسیر غلطکی با پاشش آب خنک و به شمش منجمد تبدیل میگردد. در نهایت شمش فولادی تولید شده به طول های مورد نظر برش داده میشوند.
روش کوره قوس الکتریکی (EAF)
روش کوره قوس الکتریکی (EAF)، در این روش ابتدا آهن قراضه با استفاده از سبدهای مخصوص، داخل کوره قوس الکتریکی ریخته شده و سپس هم زمان با ذوب قراضه ها، ترکیبی از آهن اسفنجی و مواد سرباره ساز مانند آهک، کک، بنتونیت و دیگر مواد افزودنی از قسمت بالای کوره به ذوب افزوده می شود و پس از نمونه گیری، دمش اکسیژن و همگن سازی و همچنین آنالیزهای مختلف به فولاد مذاب تبدیل میگردد. مخلوط مذاب پس از تخلیه سرباره، توسط پاتیل های حمل مذاب به واحد ریخته گری مداوم ارسال می گردد. در واحد ريخته گری مداوم، مذاب توسط نازل داخل ظروفی به نام تانديش و سپس داخل قالب مسی آب گرد ریخته شده و در طول مسیر غلطکی با پاشش آب خنک و به شمش فولادی منجمد تبدیل می گردد. در نهایت تختال های تولید شده به طولهای مورد نظر برش داده میوند. آهن اسفنجی (Sponge Iron) یا DRI، که در تولید شمش فولادی مورد استفاده قرار می گیرد از طریق احیاء مستقیم گندله تولید میشود. برای اطلاع از قیمت شمش فولادی، قیمت میلگرد، قیمت تیرآهن به صفحه مربوطه مراجعه فرمایید.
