دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
تعداد صفحات :195 صفحه -
قالب بندی : word
1ـ “ کاربرد مواد دیرگداز در صنایع آهن و فولاد”
حدود 70% کل تولیدات مواد نسوز در صنایع تولید آهن و فولاد مصرف می شود. بسیاری از تولید کنندگان فولاد در مراکز خود دارای پخش دیرگداز هستند که در این بخشها آزمایشهای متداول و معینی بر روی دیرگدازهای جدید دریافت شده انجام می دهند. بعضی از کارخانه ها نیز بخش های بزرگ تحقیقاتی دارند که در آنها تحقیقات مداومی بر روی ساخت انواع دیرگدازهای جدید صورت می پذیرد.
مذاب فلزات و سرباره اثرات مخربی بر روی آستر کوره های مورد مصرف در صنایع آهن و فولاد دارد. این مواد موجبات آلودگی، پوسیدگی، سائیدگی، شستن و حمل کردن آجرهای دیرگدازی را که ظاهراً باید در مقابل عوامل شیمیائی سخت و مقاوم باشند را فراهم می سازند. هدف اصلی طراحان و سازندگان مواد نسوز اینستکه موادی برای آسترها تهیه کنند که فلز و سرباره نه در آنها نفوذ نماید و نه با آنها وارد واکنش گردند. ایده آل این طراحان ساخت موادی است که بدون عیب بوده و مقاوم در مقابل شوکهای حرارتی باشند، البته آنها باید در عمل این ایده خود را تعدیل بخشند.
تولید آهن در کوره بلند
علیرغم احتمال وجود رقابتهائی از طرف روش احیا مستقیم در آینده، بنظر میرسد که استفاده از کورة بلند برای تهیه آهن خام لااقل برای سالهای زیاد دیگری همچنان متداول باقی بماند. شواهد و قرائن بسیاری تمایل بیشتر برای استفاده از کوره های بزرگتر از جانب تهیه کنندگان را نشان می دهد. استفاده از درجه حرارتهای بالاتر، دمش اکسیژن اضافی و کار در فشارهای بالاتر، شرایط انتخاب و کاربرد مواد نسوز بهتر، دقیقتر و بحرانی تری را فراهم می سازد.
کورة بلند عبارتست از یک سیلندر مخروطی فولادی که آستر آن بدلیل شرایط متفاوت ساختمان هر قسمت از کوره. توسط مواد دیرگداز مختلفی پوشیده شده است مواد شارژ شامل سنگ معدن آهن، کک و آهک از دهانه بالای کوره که می تواند تا حدود 36 متر نیز ارتفاع داشته باشد، وارد کوره بلند می گردد. هوای پیش گرم شده اغلب بهمراه مواد دیگری چون اکسیژن، بخار آب و دیگر گازها از میان لوله هایی بدرون توده شارژ دمیده می شود. در نتیجه این عمل کک سوخته و به CO2 تبدیل می گردد و آهن موجود در سنگ معدن شارژ را احیاء کرده و به آهن فلزی تبدیل می کند. واکنش زیر محصول کوره بلند را نشان می دهد:
مذاب آهن تهیه شده در ته کوره جمع آوری می گردد تا اینکه یا مستقیماً تحویل کوره فولاد سازی شود و یا برای انجام عملیات بعدی، ریخته گری و سرد گردد.
کوره بلند بر اساس تبادل متقابل انرژیهای شیمیائی و حرارتی عمل می کند. علیرغم وجود بیش از یک قرن سابقه تحقیقاتی در مورد تهیه آهن توسط کوره بلند، اطلاعات مختصری دربارة توزیع درجه حرارت در هنگام کار این کوره ها موجود است. این امر مانع از عملکرد دقیق مواد دیرگداز بکار رفته در نقاط مختلف کوره می شود. بدنه، شکم و تنوره بخش های اصلی یک کورة بلند را تشکیل می دهد.( به شکل 1 توجه کنید). انتخاب دقیق مواد نسوز مناسب همراه با تعبیه سیستم خنک کننده در نقاط گرم کوره بخصوص نواحی شکم و بوته( محل جمع آوری مذاب) عمر کوره را افزایش می دهد اگر چه غالباً در اثر عملکرد عوامل مخرب ناشناخته، امکان بروز شکستهای ناگهانی وجود دارد.
گاز از ناحیه فوقانی کوره بلند خارج می شود و این در حالیست که در حدود 15ـ 10 گرم بر سانتیمتر مکعب گرد و غبار حاوی ذرات سنگ معدن آهن، کک و مواد روانساز را به همراه دارد. در بعضی موارد غلظت این گردو غبارها به حدود100 نیز میرسد. مجموعه ای از عوامل چون درجه حرارت بالا، گرد و غبار معلق در کوره و مواد ساینده ناشی از حرکت نزولی شارژ کوره از بالا به پائین، مدت عمر آستر را معین می سازد. از آنجائیکه این اعمال با سرعت های متفاوتی در قسمت های مختلف کوره صورت می پذیرد لذا طراح می باید برای نواحی مختلف، مواد نسوز متفاوتی را انتخاب نماید.
برحسب مواد دیرگداز بکار رفته برای کورة بلند دو ناحیة متفاوت را می توان تصور نمود:
الف) منطقة فوقانی که بحرانی ترین ناحیة این قسمت، بدنه کوره بلند است.
ب) منطقة تحتانی شامل قسمت های تنوره، کف، شکم و لوله های دمندة هوا و…
حدود تغییرات درجه حرارت در منطقة تحتانی با تقریب بسیار مابین Cْ 1800ـ1300 و در منطقة فوقانی بین C ْ1300ـ200 می باشد. منطقه تحتانی که اجباراً در آن مذاب به همراه سرباره وجود دارد و فعل و انفعالات موجود در درجه حرارتهای بالا صورت می پذیرد، موقعی می تواند پایدار بوده و عمل کند که آستر توسط جریان آب سرد خنک شود. نحوه ساخت منطقة فوقانی نیز باید بگونه ای باشد که در مقابل عملیات مکانیکی و خوردگی شیمیائی ناشی از گازها و بخاراتی که توسط شارژ ایجاد می شود مقاومت ورزد.
هنگامیکه کوره بلند در حال فعالیت می باشد تنورة آن در تمام طول عمرش تحت تأثیر مذاب آهن با درجه حرارتی حدود C ْ1500 و فشار قرار دارد. باین ترتیب تنوره بزودی از بین خواهد رفت.
در این حالت مواد نسوز( آجرهای کربنی و یا خاک نسوز) در مذاب شناور شده و متصدیان کوره در معرض خطر نشت و نفوذ آهن به خارج کوره قرار می گیرند.
از آنجائیکه برای هر تعمیر اساسی لازم است کاملاً کار کوره متوقف گردد و بنابراین تنوره کوره بلند باید با مراقبت های ویژه ای ساخته شود. سرعت سایش و خوردگی مواد نسوز علاوه بر نوع و کیفیت دیرگداز بکار رفته تحت تأثیر نوع آهن شارژ شده نیز می باشد. ریخته گری چدن اسفنجی و فرو سیلیس ها نیاز به کوره های با درجه حرارت بالاتری نسبت به فولاد ریزیهای معمولی دارد. آهن های فسفر دار بدلیل ویسکوزیتة کمتر دارای قدرت سایش بیشتری بر روی کف کوره هستند. سایش کف کوره های بلند نیز بسیار پیچیده و نامشخص است. علت این مسئله هم اینستکه از مواد دیرگداز کف کوره در طول انجام عملیات نمی توان بسادگی نمونه برداری و آزمایش نمود. کف کوره بصورت مداوم پوشیده از فلز مذاب آهن بوده و بنابراین تحت فشار زیاد قرار دارد.
“ فاکتورهای موثر در آستر کوره”
کارکرد خوب و موثر یک کوره بلند تحت تأثیر عوامل مختلفی چون طراحی کوره و نحوه سرد شدن آن، کیفیت و خواص مواد دیرگداز بکار رفته، اندازة ذرات شارژ( سنگ آهن، کک و آهک)و روش کار عمومی آن به عنوان یک واحد تقریباً خودکار که بطور مداوم کار می کند، دارد. باید توجه عمده ای به اندازة ذرات مواد شارژ شده داشت زیرا که میزان ذرات ریز( بصورت گرد) موجود در شارژ تأثیر بحرانی و موثری بر روی مواردی چون عمر آستر بدنه و شکم کوره بلند دارد. استفاده از مواد نسوز کائولینی با دانسیته بالا در بدنه کوره موجب جلوگیری از نفوذ کربن مونواکسید می شود( به بحث های بعدی توجه کنید). جلوگیری از نفوذ CO باعث کاهش احتمال شکست آستر گردیده و این خود تائیدی برای این تئوری خواهد بود که شکست آستر توسط تجزیهCO و رسوب کربن صورت می پذیرد البته در این شرایط نیز ذرات کربن بخصوص بر روی نواحی اتصال آجرها با ملاط دیده می شود. این پدیده در مراحل ابتدائی آغاز کار کوره مهم است و باین خاطر اهمیت دارد که موجب انبساط حجمی
در ساختمان می گردد.
