فایل ورد کامل تحقیق علمی درباره کوره القایی؛ بررسی اصول مهندسی، فناوری‌های نوین و کاربردهای صنعتی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل تحقیق علمی درباره کوره القایی؛ بررسی اصول مهندسی، فناوری‌های نوین و کاربردهای صنعتی دارای ۲۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل تحقیق علمی درباره کوره القایی؛ بررسی اصول مهندسی، فناوری‌های نوین و کاربردهای صنعتی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل تحقیق علمی درباره کوره القایی؛ بررسی اصول مهندسی، فناوری‌های نوین و کاربردهای صنعتی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل تحقیق علمی درباره کوره القایی؛ بررسی اصول مهندسی، فناوری‌های نوین و کاربردهای صنعتی :

همزمان با آن دریچه تخلیه بار را باز کرده و مذاب ‌آهن باقیمانده را تخلیه می‌نمایند چفت دریچه کف را شل کرده، باید زیر آن را با یک قلاب بلند یا زنجیر می‌کشند معمولاً دریچه به علت وزن خوب به خود می‌افتد در صورتی که تمام بار کوره ذوب شده باشد فقط کمک بسترملتهب از دریچه می‌ریزد و در غیر این حالت آهن باقمیانده ذوب شده نیز با آن میریزد.
کوره‌های القایی

در حال حاضر انواع و اقسام کوره‌های الکتریکی جهت ذوب فلزات آهنی و غیرآهنی و انجام عملیات حرارتی ساخته و مورد استفاده قرار می‌گیرد این نوع کوره‌ها را می‌توان به سه دسته اصلی ۱- کوره‌های مقاومتی ۲- کوره‌های قوس الکتریکی۳- کوره‌های القایی
مکانیزم کار کوزههای الکتریکی

با عبور جریان متناوب ازکویل مسی دور کوره میدان مغناطیسی در داخل کویل بوجود می‌آید و این میدان مغناطیسی در اثر برخورد با سطح شارژ موجود در داخل کوره بسیار بوجود آمدن جریان الکتریکی را شارژ می‌گردد.

جریان الکتریکی القایی با عبور از شارژ کوزه‌ که دارای مقاومت الکتریکی می‌باشد سبب ایجاد حرارت می‌شود.
در حقیقت کوره القایی را می‌توان به عنوان یک مبدل جریان در نظر گرفت که کویل کوره مدار اولیه و شارژ داخل کوره مدار ثانویه را تشکیل می دهد لازم به ذکر است که شارژ کوره بایستی های جریان الکتریسیته باشد که در غیر اینصورت گرمایی ایجاد نخواهد شد.

جهت جریان در کویل با جهت جریان در مذاب عکس یکدیگرند که باعث تلاطم ذوب در کوره‌های القایی می شود با افزایش فرکانس در کوره‌ها شدت تلاطم کاهش می‌یابد بطوریکه در کوره‌های فرکانس بالا حداقل تلاطم ذوب را مشاهده می‌کنیم این کوره‌ها جهت ذوب فولاد مناسب است زیرا کاهش تلاطم باعث کاهش میزان اکسیداسیون سطحی مذاب فولاد می‌گیرد.
در کوره‌ها بایستیم جدیدتر دو نوع فرکانس می‌توانیم داشته باشیم بطوریکه در هنگام تلاطم بیشتر آلیاژ سازی بهتر با فرکانس پایین‌تر و در هنگام عدم احتیاج با فرکانس به تلاطم بالاتر می‌تواند کار کند.

کوره‌های القایی هسته دارد
در کوره‌های کانالی اولیه با سیم پیچ کوره بدور یک هسته آهنی لایه‌لایه که کانال را احاطه کرده و به بدنه کوره وصل می شود پیچیده شده کانال می تواند به شکل u و v و w باشد.
در کانال‌گرها مستقیماً بر روی فلز اثر می‌گذارد اما نیروهای مغناطیسی باعث می‌شوند که فلز از کوره به داخل کانال و بالعکس جریان پیدا کند.
فلز در کانال به مقدار زیادی گرم می‌شود درجه حرارت فلز در کانال حدود ۱۰۰ درجه بیش از درجه حرارت فلز مذاب در کوره است.

این نوع کوره شامل یک بوته دیر گداز می‌باشد که یک کویل مسی با قابلیت هدایت زیاد به دور آن پیچیده شده است.
این کویل با آب خنک می‌شود حلقه‌های این سیم پیچ یا فیبر شیشه و پنبه نسوز آزبست عایق شده‌اند این لایه‌های عایق از اتصال کوتاه شدن جریان برق جلوگیری می‌کند کوره‌های بدون هسته معمولاً بر مبنای فرکانشان طبقه بندی می‌شوند.

تقسیم بندی کوره‌های القایی از لحاظ فرکانس
فرکانس پایین- فرکانس متوسط- فرکانس بالا- فرکانس متعدد
کوره‌های القایی با فرکانس پائین

چنانچه از نام آن پیداست این فرکانس همان فرکانس شبکه است از فرکانس شبکه به عنوان ارزانترین راه برای نصب کوره استفاده می‌شود در این حالت بوجود مبدل فرکانس نیازی نیست.
برای بار کوره فقط یک ترانسفور ماتور مورد نیاز می‌باشد چنین کوره هایی ۳ یا ۹ برابر فرکانس شبکه کار می‌کنند.
فرکانس متوسط

فرکانس برق القاء شده در این کوره‌ها بین ۵۰۰ الی ۱۰۰۰ هرتز می باشد بنابراین دارای هزینه راه‌اندازی اولیه بیشتری نسبت به کوره‌هایی با فرکانس شبکه بوده است.
ظرفیت چنین کوره‌هایی از جنبه کیلوگرم تا حدود ۱۰ تن متغیر می‌باشد.
کار با این کوره‌ها ساده بوده و سرعت ذوب آن زیاد می‌باشد این کوره‌ها را می‌توان بدون نیاز به مذاب اولیه از حالت سرد به کار انداخت. این کوره‌ها بیشتر جهت تتهیه چدن‌ها و فولادهای مخصوص در مقادیر کم بکار می‌رود.

کوره‌های القایی با فرکانس بالا
در فرکانس ۱۰۰۰ هرتز و بالاتر معمولاً از اصطلاح فرکانس زیاد استفاده می‌شود برق از یک منبع ۳ فاز تامین می‌شود.
فرکانس متعدد
این نوع کوره‌ها معمولاً دارای ۳ فرکانس متفاوت بوده و دارای مزایای هر دو کوره القایی با فرکانس شبکه و متوسط می‌باشد. استفاده از این کوره‌ها برای کارگاههای ریخته‌گری کوچک و متوسط مناسب می‌باشد.
انتخاب فرکانس
بهترین عاملی که در امر فرکانس اثر می‌گذارد عمق نهرد می‌باشد.
جریان القایی فقط در لایه سطحی سیم پیچ و در اطراف سیم پیچ آن ایجاد می‌شود.
نکته: بار زیاد فرکانس، عمق نفوذ کاهش پیدا می‌کند.
مزایا

۱- کار با این کوره‌ها ساده می‌باشد .
۲- ذوب در این کوره‌ها بدون ایجاد سر و صدا و آلودگی انجام می‌گیرد برخلاف کوره قوس.
۳- ترکیب مذار در این کوره‌ها به علت تلاطم ایجاد شده در اثر میدان مغناطیسی کاملاً هموژن گشته و همچنین میزان از دست دادن عناصر نیز کم است.
۴- به علت اساس کار کوره‌های القایی و ععدم وجود اتمسه احتراقی انجام عمل ذوب در اتمسر خنثی یا خلاء با استفاده از این کوره‌ها امکان پذیر است.
۵- راندمان حرارتی این کوره‌ها بالاست.

۶- سهولت افزودن عناصر آلیاژی
معایب
۱- پیچیدگی دستگاهها برای کوره‌های القایی با فرکانس متوسط قیمت اولیه نسبتاً بالایی را ایجاب میکند.
۲- بدلیل وجود تلاطم و نیز سرد بودن مذاب در سطح فوقانی ایجاد شرایط مناسب در سرباره به منظور تسویه مذاب امکان پذیر نیست به همین دلیل این کوره‌ها را بیشتر می‌توان برای مذاب بعضی از فولادهای آلیاژی که نیاز به مرحله تسویه ندارند بکار برد.
۳- پل زدن: این پدیده در صورتی که یک شارژ بزرگ به کوره اضافه شود و برنز ذوب شده و دربالای کوره شارژ سرد می‌ماند، رخ می‌دهد که حتی باعث انفجار کوره می‌شود.

اجزای کوره‌های القایی
بطور کلی از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
۱- بدنه کوره که تشکیل شده است بوته ذوب و کویل مسی که بصورت حلقوی و مارپیچ در اطراف آن قرار گرفته است.
کویل بصورت دوجداره ساخته می‌شود و از یکی از جداره‌ها الکتریسیته و برق و از دیگر آن جریان می‌یابد.

دو سر کویل به منبع انرژی الکتریکی و سیستم خنک کننده کویل متصل می گردد. در داخل بوته لایه آزبستی بر روی کویل قرار گرفته و روی آن لایه خاک نسوز کوبیده می‌شود.
۲- منبع انرژی که واحد تغذیه الکتریکی کوره‌های القایی می‌باشد که متشکل از تابلوهای مدار فرمان و ترانسفور ماتور و خازن‌های مختلف می‌باشد و انرژی لازم جهت ذوب را فراهم می‌کند.
۳- تاسیسات خنک کننده، متشکل از برجهای خنک کننده است و متناسب با ظرفیت و نوع کوره طراحی می‌شوند ووظیفه آن خنک کردن آب جریان یافته در کویل و تابلوهای برقی کوره می‌باشد.
موارد ایمنی و مراقبت
۱- عایق کاری الکتریکی: حلقه‌های کویل نسبت به هم باید عایق کاری شوند تا از احتمال بروز جرقه ناشی از اتصال کوتاه که ممکن است منجر به سوراخ شدن کویل گردد جلوگیری شود.

این موارد می بایست تا ۲۵۰ درجه مقاومت نشان داده و در غیر اینصورت سوختن این مواد و تبدیل آنها به مواد هیدروکربنی خود می‌توانند مثل هادی عمل کرده و موجبات اتصال کوتاه دو حلقه از کویل را بوجود آورد.
۲- خنک کردن کویل
سطح مقطع کویل از دو قسمت پروفیل توپر جهت انتقال جریان الکتریکی و قسمت دیگر جهت عبور جریان آب برای خنک کردن کویل که ناشی از انتقال حرارت ذوب می‌باشد سیم آب خنک کننده کوره بسته می‌شود که آب گرم شده دور کویل‌ها بوسیله پمپ ها و رادیاتورها خنک می‌گردد و مجدداً دور کویل و دیگر تأسیسات برقی کوره به جریان درمی‌آید به منظور کاهش رسوب دو جداره داخلی کویل مسی که در نتیجه پایین آمدن انتقال حرارت دیواره کویل را به همراه دارد بهتر است که آب مدار بسته کویل از آب مقطر انتخاب شود.
۳- اندود کردن سطح کویل
ضمن محافظت کویل در مقابل نفوذ ذوب و شوک‌های حرارتی به عنوان یک صفحه لغزشی نیز بین کویل و جداره نسوز عمل کرده و مانع انتقال فشارهای ناشی از انبساط و انقباض جداره کوره به کویل می‌شود.
جنس این لایه خمیری از خانواده سیمان نسوز یا مخروطی از ۷۰% پودر سیلین و ۳۰% آلومینات کلسیم می‌باشد ضخامت این لایه از ۳ تا ۹ mm متغیر است و خشک کردن لایه اندود می‌بایست آهسته در جریان‌های هوای طبیعی و یا گرمای حاصل در گرم خانه و یا لامپ‌های حرارتی انجام گردد تا از ایجاد ترک در سطح لایه جلوگیری شود.
۲- عایق کاری حرارتی:بمنظور جلوگیری از انتقال شدید حرارت از مذاب هب کویل بوسیله ورقه‌هایی از میکا و آزبستهای پارچه ای و مقوایی استفاده میشود.
جداره یا دیدگدازه‌ها: جداره‌های نسوز و دیر گداز می‌توانند بصورت بوته‌های پیش ساخته و یا جرم های کوبیدنی باشند این جرم‌های کوبیدنی متناسب با ظرفیت کوره، نوع مذاب و درجه حرارت آن انتخاب می‌شود جرم‌های کوبیدنی باید مشخصات زیر را دارا باشند:

۱- به راحتی قابل نصب باشد ۲-پس از کوبیدن از دانسیته بالا و یکنواختی برخوردار باشد حداقل جدابش در دانه بندی و لایه لایه شدن را پس از کوبیدن دارا باشند. ۳- از زمان زنیتر پایئنی باشند. ۴- فوق گداز بالا احتیاج نداشته باشد. ۵- مقاومت در دمای بالا داشته باشد. ۶- حداقل تغییرات ابعادی در اثر انقباض و انبساط را داشته باشد. ۷- در مقابل عوامل خورنده مذاب مقاومت مطلوب داشته باشد.
انواع دیر گدازه‌ها

۱- دیر گدازه سیلیسی یا اسیدی بهترین دیرگداز جهت ذوبچدن می‌باشد که البته می‌توان جهت ذوب فولادهای ساده کربنی و کم آلیاژ و همچنین فلزات رنگی نیز استفاده می شود از لحاظ خاک نسوز سیلیسی بایستی به گونه‌ای باشد که حداکثر تراکم پذیری را ایجاد نماید بطوری که قبل و بعد از کوبیدن ۷/۱ و ۲/۲ کیلوگرم بررسی متر مکعب برسد.
به منظور پایین آمدن نقطه ذوب سطحی دانه‌های سیلیسن و اتصال آنها به یکدیگر جهت بدست آوردن جداره یکپارچه از مواد کمک ذوب نظیر اسید بوریک ۱ تا ۲درصد و یا اکسید بور از ۴% تا ۱% استفاده می‌شود.

پس از پخت جداره نسوز سیلیسی سه لایه در جداره قابل تشخیص است.
۱- لایه زنیتر شده: در این لایه که با ذوب در تماس است کوارتز به کریستو بالست تبدیل شده و به دلیل ترکیب شدن با کسیدبر بصورت فاز شیشه‌ای درآمده است.
۲- لایه پخته شده: در این لایه کوارتز با فاز شیشه‌ای ناشی از ترکیبات اکسید بر به یکدیگر چسبیده ولی بحالت زنیتر کامل در نیامده و از استحکام محکمتری بست به لایه اول برخودار است.

۳- لایه نپخته: این لایه بین سطح دوم و لایه کویل قرار دارد در این لایه بهدلیل پایین بودن درجه حرارت تغییرات فازی بوجود نیامده و از استحکام کمی برخوردار است در حین کار با کوره سطح اول در حال عقب نشینی است که پس از مدتی لایه سوم در موقعیت لایه دوم قرار می‌گیرد و در این حالت ضخامت جداره به حداقل خود می‌رسد و به خاک جدید نیاز است.
دیرگداز آلومینا خنثی: پایه اصلی آن AL203 و نمونه‌هایی از آن تحت عنوان سیلیمانیت و خاک چینی و مولیت و بوکسیت و کراندم قابل ذکر است . دیر گداز آلومینای مصرفی در جداره

کوره القایی قالباً از هیدراته کردن بوکست بدست می‌آید الومینای مصرفی در جداره کوره القایی از ۸۰% اکسید آلونیوم برخوردار است و از مقاومت حرارتی بالاتری نسبت به خاک سیلیسی برخوردار است ولی قیمت بالاتری نسبت به آن دارد این دیر گداز از نظر میل ترکیبی و خواص شیمیایی خاصیت خنثی دارد و در مقابل سرباره‌های اسیدی و بازی مقاوم است به همین دلیل برای ذوب چدن و فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دیرگداز منیزیتی یا بازی

این دیرگداز از دانه‌های متبلور منیزیومی تشکیل شده است اشکال بزرگ این دیرگداز ضعف آن در برابر شوک های حرارتی است و در کوره‌هایی که زیاد روشن و خاموش می‌شود توصیه نمی‌شود و مورد مصرف آن در کوره‌های فولادسازی مداوم می‌باشد مثل فولادهای ضد سایش کروم بالا و فولادهای آسنی منگزدار و فولادهای نسوز و زنگ نزن می‌باشد.
کوره‌های قوس ذوب الکتریکی

ابداع این روش مبتنی بر این بود که می‌توان برایذوب فلزات از قوسی که بین الکترودها زده می‌شود استفاده کرد.
اساس کار کوره‌های قوس
شارژ کوره با استفاده از جرثقیل‌های آهن ربایی یا توسط سبهایی که کف آنها چند تکه است صورت می‌گیرد.
چیدن شارژ درون کوره
غراصه‌های سنگین به ته کوره رفته و قراضیه های کسب و تراشه‌ها روی آنها را می پوشاند در نتیجه الکترود بدون اینکه آسیبی ببیند در داخل بار فرو رفته و نسوز سقف از تشعشع حرارتی بالا محافظت می کند.
لازم به ذکر است که قبل از اینکه غراضه در کوره شارژ شود مواد کربن را مانند کک و الکترودهای شکسته در ته کوره قرار گرفته تا جوشش به دلیل وجود کربن زیاد در کوره حاصل شود مواد سربازه‌ای اکسیدی مانند اکسید آهن و سننگ اهک را می‌توان در سبد شارژ یا بهمراه مواد کربن را به کوره افزود.