معرفی انواع کوره های صنعتی

هدف از یک کوره صنعتی، دستیابی به دمای پردازش بالاتر در مقایسه با سامانه‌های روباز و همچنین بهره‌مندی از بهره‌وری سامانه بسته است. کوره‌های صنعتی، بیشتر با دماهای بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد سروکار دارند.

کوره های صنعتی تجهیزی است که برای تأمین گرمای یک فرایند استفاده می‌شود یا می‌تواند در راکتور، گرمای واکنش شیمیایی را ایجاد کند. طراحی کوره بر اساس کارکرد آن، وظیفه گرمایشی، نوع سوخت و روش ورود هوای احتراق متفاوت است.

گرمای یک کوره های صنعتی با مخلوط کردن سوخت با هوا یا اکسیژن یا از انرژی الکتریکی ایجاد می‌شود. گرمای باقیمانده به شکل گاز دودکش از کوره خارج می‌شود.

کوره صنعتی چیست ؟

کوره صنعتی از کوره های خاص برای تکمیل فرآیند ریخته گری می باشند و همچنین این کوره ها در صنایع مختلف کاربرد دارند. هدف از یک کوره صنعتی، دستیابی به دمای پردازش بالاتر در مقایسه با سامانه‌های روباز و همچنین بهره‌مندی از بهره‌وری سامانه بسته‌است. کوره‌های صنعتی، بیشتر با دماهای بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد سروکار دارند.

کوره های صنعتی از ظرفیت بالایی برخوردار بوده و ظرفیتی بین 15 تا 20 لیتر دارند. این کوره ها برای تولید مواد مذاب و انجام فرآیند ریخته گری مدنظر می باشند. دمای به کار رفته برای کوره صنعتی معمولا 400 تا 1800 درجه سانتی گراد می باشد.

در ساخت کوره های صنعتی از آجرهای نسوز استفاده میشود. بهترین آجر برای چیدمان کوره ، شامل سیمان پیش ساخته و محصولات نسوز ذوب شده یا متخلخل است. از آجرهای نسوز استاندارد عمدتاً برای ساخت کوره های صنعتی استفاده میشود.  که از آن میان میتوان به آجر شاموتی، آجر آلومینی، منیزیایی و... اشاره کرد.

معرفی فرآورده های نسوز کاف

گروه صنعتی کاف فعالیت خود را در زمینه آجر نسوز کوره آغاز و با توجه به نیاز بازار به تامین فراورده های نسوز کورهای صنعتی فعالیت خود را در جهت تامین انواع آجر نسوز کوره های صنعتی از قبیل آجر منیزیتی، آجر سیلیسی و آجر آلومینی کوره، آجرهای سبک عایق حرارتی و انواع جرم های سبک و سنگین ریختنی و کوبیدنی توسعه داد.

در این راستا فراورده های نسوز کاف توانسته است طیف وسیعی از آجر های کوره و انواع ملاتهای نسوز را برای صنایع آهن و فولاد، آلومینیوم، صنایع مس، سیمان، آهک، نفت و پتروشیمی، صنایع شیشه و سرامیک تامین نماید و سهمی هرچند کوچک در توسعه صنعت ایران بزرگ ایفا کند.

انواع کوره صنعتی

کوره های بوته ای

کوره بوته از جمله کوره های صنعتی می باشد. این کوره از قدمت قابل توجهی برخوردار است و از نظر ساختار با مکانیزم بسیار ساده ای مورد استفاده قرار می گیرد. برای کوره بوته ای از مواد نسوز استفاده می شود. این مواد نسوز برای ظرف کوره صنعتی بوته ای مدنظر قرار می گیرد. شمش های فلز درون محفظه این ظرف نسوز قرار می گیرند. برای شعله ور سازی کوره بوته ای از سوخت های فسیلی استفاده می شود.

هر کوره بوته ای با قیمت مناسب عرضه می شود. کوره صنعتی بوته ای کارکرد بسیار ساده ای دارد و به همین خاطر هر فردی می تواند کار کردن با آن را بیاموزد.

کوره های مقاومتی

نوع دیگر از کوره های صنعتی، کوره مقاومتی می باشد. برای گرم کردن کوره مقاومتی از جریان برق استفاده می شود. کوره ها برای کارکرد نیاز به حرارت دارند. این حرارت با نیروی برق تامین گردد. انرژی برق از درون المنت های گرمایشی عبور کرده و شرایط مطلوب برای تولید حرارت و گرما را فراهم می آورد.  کوره صنعتی در نوع مقاومتی با دقت دمایی قابل توجهی عرضه می شود. در واقع دمای کوره را می توان به شکل منظم و دلخواه تنظیم کرد.

این کوره ها انرژی بسیار زیادی مصرف می کنند و در نتیجه هزینه انرژی مصرفی آنها بالاست. عیب دیگر این است که ذوب کردن فلزات در این کوره ها، مدت زمان زیادی به طول می انجامد. در نتیجه برای ذوب فلزات خیلی مناسب نیستند. اما برای نگهداری مذاب، کوره های مقاومتی بسیار مناسب هستند.

کوره های القایی

کوره صنعتی القایی با یک محفظه خاص معرفی می گردد. برای محوطه این محفظه از سیم پیچ استفاده شده است. مواد مذاب درون محوطه کوره مقاومتی قرار می گیرند. این سیم پیچ برای محفظه کوره، میدان مغناطیسی به وجود می آورد. زمانی که جهت جریان تغییر داده شود، میدان مغناطیسی نیز تغییر خواهد کرد.

چنین پروسه ای به شکل مداوم و با سرعت بالا انجام می شود. در نتیجه این فرآیند، مولکول های فلز به حرکت در می آیند. با این اتفاق شرایط برای تغییر حالت فلز از جامد به مایع فراهم می گردد. برای تهیه مواد مذاب می توان از کوره القایی بهره مند شد. با تغییر جهت جریان مغناطیسی می توان شرایط مطلوب برای حرکت و تغییر مواد مذاب را فراهم آورد.

کوره قوس الکتریکی

کوره قوس الکتریکی به عنوان یک کوره صنعتی معرفی می شود. که به صورت مخفف EAF نامیده می‌شود، کوره‌ای است که مواد فلزی با استفاده از یک قوس الکتریکی ذوب می‌شود. این کوره‌ها اندازه‌های متفاوتی داشته و در ایران به صورت کوره‌های قوس الکتریکی سنتی (تخلیه از ناودان) و EBT (تخلیه از کف) استفاده می‌گردند. دمای ذوب و تخلیه در این کوره‌ها در حدود ۱۶۰۰ درجه و در بعضی از کوره‌های آزمایشگاهی گاهی دما به ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

 این کوره برای تولید مواد مذاب از الکترود استفاده می کند. الکترودها بر ناحیه فوقانی فلزی که قصد ذوب کردن آن را داریم، قرار می گیرند. این الکترودها در ناحیه دیگر به خود فلز متصل می شوند. برقراری جریان الکتریکی در کوره قوس الکتریکی سبب بالا رفتن دما در ناحیه اتصال فلز و الکترود شده و در نتیجه شرایط ذوب شدن فلز فراهم می گردد.

سقف کوره قوس الکتریکی به طور کلی با آجر آلومینی بالا با محتوای آلومینا 75-85 ساخته میشود. در مقایسه با آجرهای سیلیس ، آجرهای با آلومینا بالا دارای مقاومت بالاتری در برابر شوک حرارتی و مقاومت فشاری بالا هستند.

با توسعه کوره های برقی مقیاس بزرگ با قدرت بالا ، عمر مفید آجرهای آلومینیومی نیز کاهش می یابد و این منجر به استفاده بیشتر از آجرهای دیگری مانند آجرهای منیزیتی می شود.

دیوار کوره به منطقه خط سرباره و نقاط داغ نزدیک قوس تقسیم می شود. به طور کلی ، برای ساخت دیواره کوره قوس الکتریکی از آجرهای کروم منیزیم و آجرهای منیزیایی با کیفیت بالا استفاده می شود.

اجزا کوره های صنعتی

بخش تابشی

بخش تابشی جایی است که لوله ها تقریباً تمام گرمای خود را از طریق تابش شعله دریافت می کنند. در کوره های استوانه ای عمودی ، این لوله ها عمودی است اما به طور کلی می توانند هم عمودی و هم افقی باشند . لوله های نشان داده شده در زیر ، که در اثر خوردگی به رنگ قهوه ای مایل به قرمز در آمده اند ، لوله های فولادی کربنی هستند.

بخش هم رفت

بخش همرفت در بالای بخش تابشی قرار دارد که در آن خنک تر است تا گرمای اضافی را بازیابی کند.انتقال گرما در اینجا با همرفت صورت می گیرد و برای افزایش انتقال گرما از لوله های پره دار (فین ها) استفاده می شود.سه ردیف اول زیر بخش همرفت که پره نیز ندارد به عنوان محافظ استفاده می‌شود که به این ناحیه که به قسمت هم رفت متصل می‌شود منطقه پل (bridgezone) می‌گویند.

کراس اوور لوله ای است که از خروجی مقطع همرفت به ورودی مقطع تابشی متصل می شود.این لوله به طور معمول در سطح خارجی قرار دارد تا بتوان درجه حرارت را کنترل کرد و کارایی بخش همرفت را محاسبه نمود.

سیم پیچ تاپشی

یک سری لوله افقی عمودی است که با خم 180 درجه یا مارپیچ به هم متصل می باشند. سیم پیچ تابشی گرما را از طریق تابش جذب می کند. بسته به افت فشار مجاز فرایند ، می توانند تک راه یا چند راه باشند که این سیم پیچ ها و خمش‌های تابشی در جعبه تابشی قرار دارند. مواد سیم پیچ تابشی از فولاد کربنی برای موارد دمای پایین تا فولادهای آلیاژی بالا برای موارد با دمای بالا متفاوت است که یا به دیواره های جانبی متصل می شوند یا اینکه از سقف آن آویزان می کنند.

مشعل

در کوره های صنعتی استوانه ای ، مشعل در پایین قرار دارد و از پایین گرما را فراهم می نماید. کنترل کننده‌های جهت هوا در زیر کوره قرار دارند و جهت و شکل الگوی شعله را تنظیم می نمایند شعله های مشعل نباید زیاد پخش شود چرا که موجب کاهش راندمان و کارکرد نادرست آن می شود.کنترل کننده های جهت هوا بر اساس زمان ورود هوا به آن به دسته های اولیه،ثانویه و در صورت کارایی نوع سوم تقسیم می شوند.

کنترل کننده های اولیه ، وظیفه تامین هوای اولیه مشعل را بر عهده دارد و کنترل کننده های ثانویه وظیفه پشتیبانی کردن از کنترلر های اولیه را دارند تا هوا با سوخت به نحو بهینه ترکیب شود و احتراق به صورت کامل اتفاق بیافتد.

دودکش

یک ساختار استوانه ای است که در بالای تمام محفظه های انتقال حرارت قرار دارد. تصفیه کننده ای درون آن گاز های خطرناک و سمی را جذب می کند تا گاز های خارج شده برای انسان ضرر نداشته باشد. دمپر موجود در آن علاوه بر اینکه اختلاف فشار ورودی و خروجی را تنظیم می کند محل تبادل گرمای این گاز ها به روش هم رفت نیز می باشد که از این گرما در بخش های دیگر استفاده می شود.

زمانی که دمپر بسته می شود میزان اتلاف گرما یا به عبارتی فرار گرما کاهش می یابد ولی در عوض فشار کوره افزایش می یابد و این برای افراد و کارکنان آن محل خطرناک می باشد و در صورت وجود نشتی هوا در کوره شعله های آتش می توانند از محفظه احتراق خارج شوند و با افزایش بیش از حد فشار امکان انفجار آن هم وجود دارد.

عایق کوره

عایق بخشی مهم در کوره است زیرا با به حداقل رساندن اتلاف گرما از محفظه گرم شده ، کارایی کوره را بهبود می بخشد.از مواد نسوز مانند آجر عایق ، نسوزهای ریخته گری و الیاف سرامیک برای عایق بندی استفاده می شود.کف کوره به طور معمول نسوز از نوع ریخته گری است در حالی که روی دیوارها میخ می شوند یا در جای خود چسبانده می شوند.الیاف سرامیکی معمولاً برای سقف و دیواره کوره استفاده می شود که با نسبت تراکم و حداکثر دمایی که می توانند تحمل کنند درجه بندی می شوند.

سازه کوره

ستون هایی که کوره روی آن سوار می شود بتنی می باشند.طراحی ستون ها و کل پی بر اساس ظرفیت تحمل بار خاک و شرایط لرزه ای حاکم در منطقه انجام می شود.

درب‌های دسترسی

بدنه کوره از درهای دسترسی در مکان های مختلف برخوردار است. این درب ها تنها زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که کوره خاموش باشد.