مشخصات و ویژگی های کوره قوس الکتریکی
شرکت دانیلی از شرکت هایی است که در ساخت تجهیزات آهن آلات فعالیت دارد. در ایران نیز واحدهای مختلفی از تولید آهن آلات را بنا نموده است. ظرفیت کوره ها 180 تن فولاد مذاب است که تا 200 تن نیز می تواند بارگیری کند. قطر الکترودهای به کار رفته در کوره ها 24 اینچ می باشد و طوری طراحی شده است که در آینده الکترود 28 اینچی با کمترین تجهیزات جایگزین شود.
کوره های قوس الکتریکی ترانس سه فاز به منظور تغییر ولتاژ ثانویه به کار برده می شود تا انرژی مورد نیاز کوره را از شبکه برق در سطح مناسب دریافت کند. الکترودهای استوانه ای از گرافیت جامد که از بالای سقف به داخل کوره آویزان است برای هدایت جریان الکتریکی به داخل شارژ استفاده می شود. اساس و اصول طراحی کوره توسط هرولت در سال 1890 بیان شده است.
کوره های اولیه به وسیله دو الکترود یا بیشتر توسط هرولت به کار گرفته شد. جریان الکتریکی از طریق قوس الکتریکی از یک الکترود به شارژ انتقال و سپس از شارژ عبور نموده و به وسیله الکترود دیگری عبور می کند. از طراحی کوره های الکتریکی باید بر روی ساختمان کوره به منظور به دست آوردن استحکام و عملیات مناسب با کمترین تجهیزات نگهداری تحت شرایط کار دائمی تأکید بیشتر کرد. در سال های اخیر به کوره هایی با قدرت بالا توجه زیادی شده است و مساله مهم در اندازه ظرفیت این کوره ها تکنولوژی محدود کردن شدت جریان الکتریکی آن ها می باشد.
روش های تولید حرارت الکتریکی
از آنجایی که انرژی الکتریکی را نسبت به انرژی های دیگر راحت تر می توان تولید نمود محققین تولیدکننده آهن آلات ابتدا در آزمایشگاه به طرق مختلف انرژی الکتریکی را به کار گرفته و سپس در صنایع تولید آهن آلات به طور گسترده از آن بهره گرفتند. انواع کوره های الکتریکی در صنعت به شرح زیر هستند:
کوره های مقاومتی
در این روش حرارت به وسیله مقاومت الکتریکی تولید و به سه روش مختلف باعث گرم کردن مواد و سپس ذوب آن ها می شود.
گرم کردن غیر مستقیم
گرم کردن مستقیم
گرم کردن القایی
کوره های القایی فرکانس پایین
این روش اساسا شبیه ترانسفورمر می باشد که به عنوان سیم پیچ ثانویه به مدار و یک سیم پیچ با یک هسته فولادی به عنوان هسته مدار اولیه مورد استفاده قرار می گیرد.
کوره های القایی فرکانس متوسط و بالا
جریان الکتریکی با فرکانس شبکه توسط سیستم های مبدل تبدیل و از میان یک سیم پیچ که در اطراف بوته پیچیده شده است عبور می کند و باعث ذوب شارژ می شود.
کوره های قوس الکتریکی
حرارت حاصله از قوس الکتریکی به دو روش کلی مورد استفاده قرار می گیرد که به صورت زیر می باشد:
گرم کردن غیر مستقیم
قوس الکتریکی بین دو الکترود که در بالای شارژ در داخل کوره قرار دارد ایجاد می شود و حرارت حاصله از طریق تشعشع به شارژ انتقال می یابد و عمل ذوب انجام می شود. کوره های قوس الکتریکی غیر مستقیم به انواع کوره های تک فاز، دو فاز و سه فاز تقسیم می شوند که کوره های تک فاز شامل موارد زیر می باشند:
گرم کردن مستقیم: قوس الکتریکی به طور مستقیم در میان شارژ برقرار می شود و حرارت حاصله باعث ذوب می گردد. در این روش ممکن است الکترود دوم خود شارژ باشد و قوس الکتریکی بین الکترود و شارژ برقرار شود و یا اینکه الکترود در بالای شارژ و یک الکترود در پایین شارژ منظور شود تا قوس بین دو الکترود برقرار شود. اصولا کوره قوس الکتریکی جریان مستقیم با الکترودهای مصرف شونده به کار برده می شود.
یک قوس الکتریکی جریان مستقیم که از یک کاتد گرافیتی به دست می آید منجر به انتقال حرارت کافی از حرارت تولید شده توسط قوس به طرف آند می گردد. در این جا آند شارژ کوره می باشد. مهم ترین مکانیزم انتقال حرارت به صورت جابه جایی می باشد که مستقیما به طرف آند جریان می یابد. قوس الکتریکی جریان مستقیم دارای پایداری و انتقال حرارت بهتری نسبت به قوس جریان متناوب می باشد و لذا در فرایندهای متالورژیکی به کار گرفته می شود.
در مقایسه با مشعل های پلاسما همراه با الکترودهای فلزی خنک شونده با آب، الکترود گرافیتی قادر به عمل در قدرت بالاتر و جریان بیشتری می باشد. بنابراین از ترکیب منابع جریان مستقیم و الکتروهای گرافیتی شرایط قابل انعطاف تر و موفقیت آمیز تر برای عملیات متالوژیکی به دست می آید.
روش تولید انرژی الکتریکی در ایجاد حرارت در ذوب مواد
انرژی الکتریکی به سه روش ذکر شده جهت ایجاد حرارت در ذوب مواد در تولید آهن آلات به کار می رود در روش اول جریان الکتریکی را از میان یک ماده جامد عبور داده و در اثر مقاومت الکتریکی زیاد هادی حرارت تولید می شود که توسط مواد مذاب جذب می گردد و عمل ذوب مواد انجام می شود.در روش دوم جریان الکتریکی از میان الکترودهایی که در کوره نصب شده اند عبور می کند به وسیله انرژی حرارتی حاصل از قوس الکتریکی مواد مذاب می شوند.
در روش سوم بمباران الکترونی سطح شارژ که به وسیله یک دسته اشعه الکترونی که با شدت بسیار زیاد در یک نقطه از سطح شارژ تمرکز داده می شود و به علت برخورد الکترون ها با سطح و شکسته شدن باندهای انرژی و جابه جایی الکترون ها در مدار آخر هر اتم از فلز انرژی زیاد آزاد می شود که باعث ذوب مواد در تولید آهن آلات می گردد. این روش آزمایشگاهی است و هنوز توسعه پیدا نکرده است.
کوره فولادسازی
مشخصات کوره قوس الکتریکی
ولتاژ قوس تقریبا از دامنه جریان مستقل است و مشتمل بر سه جزء است که افت ولتاژ در ستون قوس تقریبا برابر 12 ولت بر سانتی متر است و افت ولتاژ آند و کاتد قوس ثابت است. بدین دلیل که قوس در جریان صفر خاموش می شود ضریب توان نقش مهمی در دوباره روشن شدن قوس دارد. برای اطمینان از عملکرد پایدار یک ضریب توان پایین لااقل در دوره بورینگ ذوب مناسب است.
تولید آهن آلات توسط کوره قوس به گونه ای است که هر ذوب توسط ذوب دیگر با وقفه کوتاهی دنبال می شود. پس از ذوب اولیه و پس از دوره ذوب کوره چندین بار شارژ می شود تا بتوان حداکثر حجم را در پایان دوره تپ تا تپ کوره به دست آورد.در حین هر ذوب در تولید آهن آلات توان کوره چندین بار به علت برخورد الکترود با قراضه محدودیت های انرژی مورد تقاضا، نگهداری و تعمیرات یا تست های نمونه برداری در حین تصفیه قطع و وصل می شود.
این چرخه های بارگیری علاوه بر قطع هایی است که برای دوباره شارژ کردن لازم است. به علت حرکت تصادفی قوس الکتریکی و مواد شارژ شده، در طول قوس تغییراتی به وجود می آید که باعث نوسان های تصادفی در جریان می شود که این به نوبه خود نوسانات ولتاژ را درباس بار بالایی و در نتیجه در PCC باعث می شود.
معرفی برخی مدل های کوره قوس الکتریکی
همان گونه که قبلا اشاره گردید کوره قوس الکتریکی سه فاز AC یک بار غیر خطی متغیر با زمان است که می تواند باعث بسیاری از مسائل نظیر عدم تعادل فازها وجود هارمونیک های جریان و ولتاژ و هارمونیک های داخلی و نوسان ولتاژ در سیستم قدرت شود.توصیف کار کوره وابسته به موارد زیر است:
مدل های موجود را می توان از نظر سه فاز یا تک فاز بودن در حوزه زمان یا فرکانس دسته بندی نمود. در اکثر مدل ها به دست آوردن مشخصه ولتاژ جریان مد نظر بوده است که در بعضی مدل ها پارامترهای دیگر قوس نیز وارد شده اند.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
